專利名稱：一種冷作模具鋼Cr8及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷作模具鋼CrS及其生產(chǎn)方法。屬于鋼鐵材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，傳統(tǒng)高碳高鉻冷作模具鋼常用牌號(hào)為Crl2和Crl2MoV，Crl2的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))如下C :2. 00 2. 30 %、Si 彡 0. 40 %、Mn 彡 0. 40 %、P 彡 0. 030 %、 S^O. 030%, Cr :11. 5 13. 00%，余量為鐵，其特點(diǎn)是由于高碳、高鉻含量而具有高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性，適宜制造高耐磨、微變形、高負(fù)荷服役條件下的冷作模具，但亦存在不足之處，Crl2鋼碳含量超過2%，共晶碳化物不均勻性嚴(yán)重，使模具沖擊韌性較差，易脆裂。 Crl2MoV鋼為避免韌性差的缺點(diǎn)，降低了碳含量同時(shí)加入鉬和釩，減少且細(xì)化了共晶碳化物，從而改善了韌性，但由于碳含量降低，使其耐磨性降低，而且成本相對(duì)增加?，F(xiàn)有的Crl2系列冷作模具鋼的生產(chǎn)方法是電爐冶煉一精煉一鑄錠一鋼錠退火處理(有的需要開坯一電渣重熔一鋼錠一退火處理)一轉(zhuǎn)鍛造廠一加熱一鍛造一鍛后熱處理，這種方法雖然目前應(yīng)用廣泛，但是其存成本高、工藝繁雜的缺點(diǎn)。由于這類鋼屬于高碳高鉻合金鋼，要進(jìn)行工藝改革難度較大，因此目前尚沒有鋼廠能夠通過連鑄連軋工藝生產(chǎn)成功。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目的，是為了克服現(xiàn)有的Crl2存在鋼碳含量超過2%，共晶碳化物不均勻性嚴(yán)重，沖擊韌性較差，易脆裂的缺點(diǎn)，提供一種具有高硬度、高耐磨性、高淬透性和較好韌性的冷作模具鋼Cr8，能夠避免由于韌性差導(dǎo)致脆裂的情況發(fā)生，同時(shí)具有價(jià)格低廉的特點(diǎn)。本發(fā)明的第二個(gè)目的，是為了提供一種冷作模具鋼CrS的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法具有工藝更簡單、耗費(fèi)時(shí)間少的特點(diǎn)。本發(fā)明的第一個(gè)目的可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到—種冷作模具鋼Cr8，其特點(diǎn)在于化學(xué)成分按照重量百分比配比如下C 1. 10 1. 20%,Mn 0. 30 0. 60%,Si 彡 0. 40%,P 彡 0. 030%,S 彡 0. 030%, Cr 7. 00 8. 00%，Cu 彡 0. 25%，余量為鐵。本發(fā)明的第一個(gè)目的還可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到本發(fā)明的一種實(shí)施方案是所述化學(xué)成分按照重量百分比配比優(yōu)選如下C: 1. 10 1. 20%, Mn :0. 30 0. 60%, Si :0. 01 0. 40%, P :0. 001 0. 03%, S :0. 001
0.03%, Cr 7. 00 8. 00%, Cu :0. 01 0. 25%，余量為鐵。本發(fā)明的一種實(shí)施方案是所述化學(xué)成分按照重量百分比配比優(yōu)選如下C:
1.15%, Mn :0. 40%, Si :0. 40%, P :0. 030%, S :0. 030%, Cr :7. 5%, Cu :0. 25%，余量為鐵。本發(fā)明的第二個(gè)目的可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到一種冷作模具鋼CrS的生產(chǎn)方法，其特點(diǎn)在于按以下步驟進(jìn)行
1)初步熔煉，采用中頻爐中進(jìn)行初步熔煉首先，控制中頻爐的出鋼量為30-32T/爐，每爐配料結(jié)構(gòu)為Cr-i^e合金料4噸，廢鋼料27噸，高M(jìn)n合金料0. 18噸；其次，先在中頻爐內(nèi)加入部分廢鋼料，然后把調(diào)節(jié)碳含量的廢電極塊加入爐內(nèi)，再添加廢鋼料直到把所述廢電極塊壓住，通電熔煉直至廢鋼料開始融化；當(dāng)爐內(nèi)廢鋼化成鋼水的部分小于或等于1/2時(shí)，取樣分析，根據(jù)分析結(jié)果將爐內(nèi)鋼水中的C的重量百分含量調(diào)整為1. 10 1. 20% ；當(dāng)爐內(nèi)廢鋼化成鋼水的部分大于1/2時(shí)，取樣分析，根據(jù)分析結(jié)果將爐內(nèi)鋼水中的Cr的重量百分比含量調(diào)整為7. 00 8. 00% ；2)出鋼，當(dāng)C和Cr的重量百分比含量達(dá)到工藝要求，即達(dá)到C的重量百分比含量調(diào)整為1. 10 1. 20%,Cr的重量百分比含量為7. 00 8. 00%時(shí)，將中頻爐中的初步熔煉鋼水轉(zhuǎn)入鋼包，從中頻爐中轉(zhuǎn)出的鋼水的溫度T = 1550 1580°C ；3)精煉、連鑄，在精煉爐中進(jìn)行精煉，然后上連鑄機(jī)，方法如下首先，將第2)步形成的鋼包放入精煉爐坑內(nèi)，依次進(jìn)行吹A(chǔ)r (吹A(chǔ)r是專業(yè)術(shù)語， 一般吹A(chǔ)r是通過底部的吹A(chǔ)r裝置進(jìn)入鋼包內(nèi)的過程)、攪拌、加熱后，再將脫氧造渣材料依次加入爐內(nèi)進(jìn)行脫氧造渣，即依次加入石灰、脫氧劑、硅鐵和碳化硅，依次加入脫氧造渣材料的時(shí)間間隔為5-8分鐘，保持還原氣氛(還原氣氛是專業(yè)術(shù)語，轉(zhuǎn)爐中精煉時(shí)造渣的情況)，渣面脫氧；根據(jù)渣子的堿度加入螢石，以調(diào)整渣子的流動(dòng)性；渣子的堿度是渣子的一種性質(zhì)，合適的堿性能降低鋼中氧的含量和提高脫硫率；其次，當(dāng)溫度高于1500°C時(shí)，取樣分析，根據(jù)分析結(jié)果將爐內(nèi)鋼水中的各化學(xué)成分的重量百分比含量調(diào)整為c :1. 10 1. 20%, Mn :0. 30 0. 60%, Si彡0. 40%, P 彡 0. 030%, S 彡 0. 030%, Cr 7. 00 8. 00%, Cu 彡 0. 25%，余量為鐵；第三，加熱升溫至上連鑄機(jī)溫度要求值，停止加熱，進(jìn)入連鑄機(jī)的喂絲工位，喂硅鈣線SO-IOOm后，軟吹時(shí)間5-lOmin，軟吹時(shí)以冒泡翻花為準(zhǔn)，嚴(yán)禁吹破渣層；上連鑄機(jī)溫度以喂硅鈣線后測溫為準(zhǔn)，溫度為1590 1640°C ；第四，連鑄時(shí)根據(jù)鋼水溫度來調(diào)整配水和拉速，拉出合格的連鑄坯；4)加熱、軋制與熱處理首先，拉出連鑄坯后，迅速轉(zhuǎn)入軋鋼加熱爐進(jìn)行加熱，其加熱溫度為1080 11200C /h，加熱時(shí)間2 池，加熱時(shí)嚴(yán)格控制加熱速度和加熱時(shí)間，避免過熱過燒，加熱完畢后進(jìn)入HV850萬能軋機(jī)進(jìn)行軋制，終軋溫度不低于800°C ；其次，軋制后立即采用電阻式熱處理爐進(jìn)行球化退火，最終得到冷作模具鋼Cr8。本發(fā)明的第二個(gè)目的還可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到本發(fā)明的一種實(shí)施方案是在步驟1)中，在調(diào)整鋼水中的C的重量百分比含量時(shí)， 當(dāng)C的重量百分比含量略低于1. 10 1. 20%時(shí)，用C粉進(jìn)行增C，保證C的重量百分比含量達(dá)到1. 10 1. 20%。本發(fā)明的一種實(shí)施方案是在步驟1)中，在調(diào)整鋼水中的Cr的重量百分比含量時(shí)，當(dāng)Cr的重量百分比含量高時(shí)，加入低Cr廢鋼融化降低Cr含量；當(dāng)Cr的重量百分比含量低時(shí)，加入高Cr廢鋼融化來增加Cr含量；保證Cr的重量百分比含量達(dá)到7. 00 8. 00%。本發(fā)明的一種實(shí)施方案是在步驟2)中，所述的鋼包具有以下特點(diǎn)烘烤良好，內(nèi)壁呈紅包，或連用鋼包；引流砂烘烤干燥，水口填砂密實(shí)，頂部呈山包狀。
本發(fā)明的一種實(shí)施方案是在步驟幻中，所述的輔助材料的用量為石灰400 500Kg，脫氧劑100 150Kg，碳化硅50 60Kg。本發(fā)明的一種實(shí)施方案是在步驟幻中，在調(diào)整鋼水中的各化學(xué)成分的重量百分比含量時(shí)當(dāng)Cr的重量百分比含量低時(shí)加入Cr-Fe，保證Cr的重量百分比含量達(dá)到 7. 00 8. 00% ；當(dāng)Mn的重量百分比含量低時(shí)加入Mn-Fe，保證Mn的重量百分比含量達(dá)到 0. 30 0.60% ；當(dāng)Si的重量百分比含量低時(shí)加入Si-Fe，保證Si的重量百分比含量達(dá)到 Si 彡 0. 40%。本發(fā)明的一種實(shí)施方案是在步驟3)中，根據(jù)化驗(yàn)單將爐內(nèi)鋼水中的各化學(xué)成分的重量百分比含量調(diào)整為C :1. 15%, Mn :0. 40%, Si :0. 40%, P :0. 030%, S :0. 030%, Cr 7. 5%, Cu 0. 25%，余量為鐵。本發(fā)明的有益效果1、本發(fā)明所述的冷作模具鋼CrS與Crl2鋼都屬于高碳高鉻萊氏體鋼，但CrS的共晶碳化物均勻性更好，使CrS具有更高的韌性、塑形和高淬透性、耐磨性。淬火+低溫回火后的CrS與Crl2獲得同樣高的使用硬度，但Cr8韌性較好，減少制模加工的崩角，同時(shí)開裂傾向大幅度降低，提高了線切割與磨削加工的安全性。2、本發(fā)明所述的冷作模具鋼CrS的生產(chǎn)方法比目前Crl2系列冷作模具鋼的生產(chǎn)方法工藝更簡單明了，耗費(fèi)時(shí)間少，從原料到軋制誠模具扁鋼僅需5 6h，且此鋼種鉻含量比Crl2和Crl2MoV鋼有所降低，為保證高性能將碳、硅、錳含量進(jìn)行了優(yōu)化，可以保證高硬度(參照表一)、高耐磨性和較好的韌性，避免了 Crl2鋼韌性差容易脆裂的缺點(diǎn)，且適當(dāng)增加硅、錳含量可以提高淬透性。CrS鋼低倍組織致密，硬度均勻，表面脫碳少，共晶碳化物不但顆粒細(xì)小且均勻性好，具有高硬度、高耐磨性和較好韌性等優(yōu)點(diǎn)。價(jià)格低廉，質(zhì)量優(yōu)異，適宜制作高耐磨、微變形、高負(fù)荷條件下的冷作模具。3、本發(fā)明所述的冷作模具鋼CrS具有用途廣的優(yōu)點(diǎn)?？捎糜诟哂捕?、耐磨性好 (Cr8鋼的性能見表一)、兼有抗崩角性能的各類模具，冷剪機(jī)械刀片、下料模、深沖模具、冷鐓模、搓絲板、拉絲模、鉆套、卷邊、壓印模、量具、量規(guī)、樣板等。表一 Cr8鋼的性能表
權(quán)利要求
1 一種冷作模具鋼Cr8，其特征在于化學(xué)成分按照重量百分比配比如下C 1. 10 1. 20%, Mn :0. 30 0. 60%, Si 彡 0. 40%,P 彡 0. 03%, S 彡 0. 03%, Cr 7. 00 8. 00%, Cu ^ 0. 25%，余量為鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷作模具鋼Cr8，其特征是所述化學(xué)成分按照重量百分比配比優(yōu)選如下C :1. 10 1. 20%, Mn :0. 30 0. 60%, Si :0. 01 0. 40%, P :0. 001 0.03%, S 0. 001 0. 03%, Cr :7. 00 8. 00%, Cu :0. 01 0. 25%，余量為鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷作模具鋼Cr8，其特征是所述化學(xué)成分按照重量百分比配比優(yōu)選如下:C :1. 15%, Mn :0. 40%, Si :0. 40%, P :0. 030%, S :0. 030%, Cr :7. 5%, Cu :0. 25%，余量為鐵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種冷作模具鋼CrS的生產(chǎn)方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行1)初步熔煉，采用中頻爐中進(jìn)行初步熔煉首先，控制中頻爐的出鋼量為30-32T/爐，每爐配料結(jié)構(gòu)為Cr-!^合金料4噸，廢鋼料 27噸，高M(jìn)n合金料0. 18噸；其次，先在中頻爐內(nèi)加入部分廢鋼料，然后把調(diào)節(jié)碳含量的廢電極塊加入爐內(nèi)，再添加廢鋼料直到把所述廢電極塊壓住，通電熔煉直至廢鋼料開始融化；當(dāng)爐內(nèi)廢鋼化成鋼水的部分小于或等于1/2時(shí)，取樣分析，根據(jù)分析結(jié)果將爐內(nèi)鋼水中的C的質(zhì)量百分含量調(diào)整為·1.10 1. 20%;當(dāng)爐內(nèi)廢鋼化成鋼水的部分大于1/2時(shí)，取樣分析，根據(jù)分析結(jié)果將爐內(nèi)鋼水中的Cr的重量百分比含量調(diào)整為7. 00 8. 00% ；2)出鋼，當(dāng)C和Cr的重量百分比含量達(dá)到工藝要求，即達(dá)到C的重量百分比含量調(diào)整為1. 10 1. 20%,Cr的重量百分比含量為7. 00 8. 00%時(shí)，將中頻爐中的初步熔煉鋼水轉(zhuǎn)入鋼包，從中頻爐中轉(zhuǎn)出的鋼水的溫度T = 1550 1580°C ；3)精煉、連鑄，在精煉爐中進(jìn)行精煉，然后上連鑄機(jī)，方法如下首先，將第2)步形成的鋼包放入精煉爐坑內(nèi)，依次進(jìn)行吹A(chǔ)r、攪拌、加熱后，再將脫氧造渣材料依次加入爐內(nèi)進(jìn)行脫氧造渣，即依次加入石灰、脫氧劑、硅鐵和碳化硅，依次加入脫氧造渣材料的時(shí)間間隔為5-8分鐘，保持還原氣氛，渣面脫氧；根據(jù)渣子的堿度加入螢石，以調(diào)整渣子的流動(dòng)性；其次，當(dāng)溫度高于1500°C時(shí)，取樣分析，根據(jù)分析結(jié)果將爐內(nèi)鋼水中的各化學(xué)成分的重量百分比含量調(diào)整為C :1. 10 1. 20%, Mn :0. 30 0. 60%, Si 彡 0. 40%, P 彡 0. 030%, S 彡 0. 030%, Cr 7. 00 8. 00%, Cu 彡 0. 25%，余量為鐵；第三，加熱升溫至上連鑄機(jī)溫度要求值，停止加熱，進(jìn)入連鑄機(jī)的喂絲工位，喂硅鈣線 80-100m后，軟吹時(shí)間5-lOmin，軟吹時(shí)以冒泡翻花為準(zhǔn)，嚴(yán)禁吹破渣層；上連鑄機(jī)溫度以喂硅鈣線后測溫為準(zhǔn)，溫度為1590 1640°C ；第四，連鑄時(shí)根據(jù)鋼水溫度來調(diào)整配水和拉速，拉出合格的連鑄坯；4)加熱、軋制與熱處理首先，拉出連鑄坯后，迅速轉(zhuǎn)入軋鋼加熱爐進(jìn)行加熱，其加熱溫度為1080 1120°C / h，加熱時(shí)間2 池，加熱時(shí)嚴(yán)格控制加熱速度和加熱時(shí)間，避免過熱過燒，加熱完畢后進(jìn)入 HV850萬能軋機(jī)進(jìn)行軋制，終軋溫度不低于800°C ；其次，軋制后立即采用電阻式熱處理爐進(jìn)行球化退火，最終得到冷作模具鋼Cr8。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種冷作模具鋼CrS的生產(chǎn)方法，其特征是在步驟1)中， 在調(diào)整鋼水中的C的重量百分比含量時(shí)，當(dāng)C的重量百分比含量略低于1. 10 1. 20%時(shí)， 用C粉進(jìn)行增C，保證C的重量百分比含量達(dá)到1. 10 1. 20%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種冷作模具鋼CrS的生產(chǎn)方法，其特征是在步驟1)中， 在調(diào)整鋼水中的Cr的重量百分比含量時(shí)，當(dāng)Cr的重量百分比含量高時(shí)，加入低Cr廢鋼融化降 低Cr含量；當(dāng)Cr的重量百分比含量低時(shí)，加入高Cr廢鋼融化來增加Cr含量；保證Cr 的重量百分比含量達(dá)到7. 00 8. 00%。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種冷作模具鋼CrS的生產(chǎn)方法，其特征是在步驟2)中， 所述的鋼包具有以下特點(diǎn)烘烤良好，內(nèi)壁呈紅包，或連用鋼包；引流砂烘烤干燥，水口填砂密實(shí)，頂部呈山包狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種冷作模具鋼CrS的生產(chǎn)方法，其特征是在步驟3)中， 所述的輔助材料的用量為石灰400 500Kg，脫氧劑100 150Kg，碳化硅50 60Kg。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種冷作模具鋼CrS的生產(chǎn)方法，其特征是在步驟3)中，在調(diào)整鋼水中的各化學(xué)成分的重量百分比含量時(shí)當(dāng)Cr的重量百分比含量低時(shí)加入Cr-Fe， 保證Cr的重量百分比含量達(dá)到7. 00 8. 00% ；當(dāng)Mn的重量百分比含量低時(shí)加入Mn-Fe， 保證Mn的重量百分比含量達(dá)到0. 30 0. 60% ；當(dāng)Si的重量百分比含量低時(shí)加入Si_Fe， 保證Si的重量百分比含量達(dá)到Si < 0. 40%。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種冷作模具鋼CrS的生產(chǎn)方法，其特征是在步驟3)中， 根據(jù)化驗(yàn)單將爐內(nèi)鋼水中的各化學(xué)成分的重量百分比含量調(diào)整為c :1. 15%, Mn :0. 40%, Si :0. 40%, P :0. 030%, S :0. 030%, Cr :7. 5%, Cu :0. 25%，余量為鐵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冷作模具鋼Cr8及其生產(chǎn)方法，所述冷作模具鋼Cr8，其化學(xué)成分按照重量百分比配比如下C1.10～1.20％，Mn0.30～0.60％，Si≤0.40％，P≤0.030％，S≤0.030％，Cr7.00～8.00％，Cu≤0.25％，余量為鐵。冷作模具鋼Cr8的生產(chǎn)方法，按以下步驟進(jìn)行1)在中頻爐中進(jìn)行初步熔煉；2)出鋼；3)在精煉爐中進(jìn)行精煉，然后上連鑄機(jī)；4)加熱、軋制與熱處理。本發(fā)明所述的冷作模具鋼Cr8具有高硬度、高耐磨性、高淬透性和較好韌性的優(yōu)點(diǎn)，能夠避免由于韌性差導(dǎo)致脆裂的情況發(fā)生，同時(shí)具有價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)。該生產(chǎn)方法具有工藝更簡單、耗費(fèi)時(shí)間少的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22C38/18GK102277532SQ201110238868
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者何健宏, 王世金 申請(qǐng)人:廣東金型重工有限公司