高档塑料模具钢P80R冶炼工艺的优化研究

摘要

东北特钢集团大连特殊钢有限公司研究生产的P80R(10Ni3MnCuAl)属于高档塑料模具钢，主要应用于汽车、家用电器、相机、电话、电脑等塑料制品模具。该钢突出的特点是固溶处理（即淬火）后变软，可进行冷加工，待制成模具后再进行时效处理，既保证其使用性能又减少热处理变形。该钢的综合力学性能好，淬透性高，有很好的抛光性能、氮化性能、电加工性能、焊补性能和花纹图案刻蚀性能等，适宜制造大型塑料模具、精密塑料模具、高镜面塑料模具，也可用于制造低熔点合金用的压铸模具等。
　　过去我国在高档塑料模具钢方面发展缓慢，一直大量依靠进口。近十年来国内多家特钢企业认识到此钢的发展前景，大力引进研发该钢种，但由于生产能力和技术水平的限制，生产规模和产品质量一直不能达到或突破国外产品，仍受进口制约。我公司从2004年先后在抚顺和大连基地设计实现了电渣钢和电炉钢的生产工艺，产品质量得到了市场的认可，但生产弊端也初露端倪。电渣冶炼工艺虽然能保证产品质量，但生产成本高、冶炼周期长、供货及时率不能保证;而成本相对较低的电炉钢的工艺稳定性差，成品率很低，不能形成大规模生产，低倍夹杂等质量问题时有发生，给公司和客户均造成很大损失。
　　本文针对我公司生产的P80R的低倍夹杂问题进行研究与攻关，通过大量试验及理论分析确定了此类质量问题产生的原因:主要是因为该钢在电炉冶炼及精炼过程中带进大量Al2O3夹杂物造成的。进一步分析了现行工艺造成此类夹杂的原因及控制办法，确定了三个重要影响因素的改进工艺:软吹时间需15分钟以上、浇注温度提升到1580℃-1590℃、浇注速度先快后慢，以及加严人员操作及生产准备等方面。
　　经优化改进后的冶炼工艺可以较好的控制Al2O3夹杂物产生，探伤合格率较之前工艺提高了10％以上，钢材质量有了很好的提升，改进工艺在实际生产中得到满意的结果。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 前言

1．2 模具钢的分类

1．3 塑料模具钢的性能要求

1．4 塑料模具钢的分类

1．5 提高镜面加工性能的途径

1．6 塑料模具钢的冶炼概况

1．7 国内外P80R塑料模具钢的研究现状与发展

1．8 论文的研究目的及内容

2 模具钢电炉冶炼过程

2．1 电弧炉冶炼的一般特点

2．2 电弧炉冶炼的基本任务

2．3 本章小结

3 检验设备

3．1 化学检测设备

3．2 物理检测设备

3．3 探伤检测设备

3．4 本章小结

4 优化前P80R生产工艺介绍

4．1 P80R化学成分

4．2 主要化学元素的作用

4．3 主要物理指标

4．4 改进前的冶炼工艺

4．5 加工工艺

4．6 本章小结

5 不合格产品检验结果

5．1 化学成分结果

5．2 低倍结果

5．3 金相结果

5．4 电镜分析结果

5．5 本章小结

6 检验结果分析

6．1 非金属夹杂物对钢材的影响

6．2 非金属夹杂物产生的机理

6．3 非金属夹杂物分布原理

6．4 夹杂物分布及宏观形貌

6．5 重要影响因素

6．6 本章小结

7 冶炼工艺的优化

7．1 优化工艺的确定

7．1．1 浇注温度确定

7．1．2 浇注速度确定

7．1．3 软吹时间确定

7．1．4 铝合金化工艺改进

7．1．5 钢锭模的处理

7．2 工艺优化前后对比

7．2．1 工艺流程的优化

7．2．2 冶炼工艺的优化对比

7．3 工艺优化结果

7．4 本章小结

结论

参考文献

致谢