[发明专利]一种提高4Cr5MoSiV1热作模具钢性能的制备方法

摘要

本发明涉及一种4Cr5MoSiV1热作模具钢，特别是涉及一种提高4Cr5MoSiV1热作模具钢性能的方法。本发明采用电炉冶炼、真空碳脱氧、渣面扩散脱氧精炼，控氧条件下添加纯稀土La和Ce、氩气保护浇注，生产出全氧含量低至12ppm的高洁净钢锭，钢锭经扩散均质化退火，三维方向的三次镦粗、拔长锻造，锻后水、空气双介质交替快速冷却，在淬火前进行超高温奥氏体化后快冷+球化退火工序，淬火后不低于590℃的2‑3次回火，得到4Cr5MoSiV1热作模具钢稳定的回火组织，4Cr5MoSiV1热作模具钢单个缺口冲击性能KV2≥25J、平均缺口冲击性能KV2≥30J,单个无缺口冲击功≥280J、平均无缺口冲击功≥320J，横、纵向无缺口冲击功之比≥93%的高性能、极佳等向性的质量水平。

主权项

一种提高4Cr5MoSiV1热作模具钢性能的方法，其特征在于，通过三向锻造及锻后水、空气双介质交替冷却制备出高性能、等向性达到93%以上的4Cr5MoSiV1热作模具钢，制备方法包括如下步骤：1）炼钢：钢液采用电炉冶炼、经真空碳脱氧、渣面充分扩散脱氧精炼，使自由氧≤6ppm，然后加入氧含量低于80ppm的La和Ce的稀土混合物，La和Ce的重量比为3:7，同时稀土La和Ce占钢水总量达到0.02%，并经氩气保护浇注，生产出全氧含量低至12ppm，非金属夹杂物单项≤1级，粗系、细系夹杂物之和分别≤2级的高洁净钢锭；2）钢锭退火：将步骤1）中的钢锭加热至1250℃‑1280℃，保温25～30小时的扩散均质化退火；3）锻造：将步骤2）中均质化退火后的钢锭，进行X、Y、Z三个方向镦粗、拔长，镦粗比为2.0，拔长后X：Y：Z=2：1.5：1；4）锻后冷却：锻件完成锻造后，保证锻件温度不低于900℃时，快速进行水、空气双介质交替冷却，水冷60～90秒、空冷60～90秒；水冷60～90秒、空冷60～90秒，如此循环冷却数次，工件出水后表面最高回升温度为320℃‑380℃，工件截面的温度320℃‑500℃；5）性能热处理：锻后冷却的工件在淬火前增加超高温快冷+球化退火工序，以得到细小均匀的晶粒和组织，淬火后进行不低于590℃的2‑3次回火，保温时间2‑3h/100mm，使残余奥氏体充分转变为回火索氏体，得到稳定的回火组织；硬度达到45±1HRC, 单个缺口冲击性能KV2≥25J、平均缺口冲击性能KV2≥30J, 单个无缺口冲击功≥280J、平均缺口冲击性能≥320J；横、纵向无缺口冲击功之比≥93%。