H13高速精锻模具钢及钢锭生产方法

摘要

本发明涉及一种H13高速精锻模具钢，按重量百分比计算，包括以下成分：C：0.37％～0.40％；Si：0.95％～1.05％；Mn：0.35％～0.42％；Cr：5.1％～5.3％；Mo：1.40％～1.50％；V：0.9％～1.0％；Ti≤0.008％；N：≤100PPm；O：≤22ppm；H：≤2ppm；P：≤0.015％；S：≤0.005％；Ni：≤0.20％；Al：≤0.028％；Cu：≤0.08％；As：≤0.020％；Sn：≤0.015％；Sb：≤0.0015％；其余为Fe和不可避免的杂质。本发明的H13高速精锻模具钢及钢锭可以获得45‑52HRC的硬度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种H13高速精锻模具钢及钢锭生产方法，属于合金钢技术领域。

背景技术

模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种。模具是机械制造、无线电仪表、电机、电器等工业部门中制造零件的主要加工工具。模具的质量直接影响着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产成本，而模具的质量与使用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外，主要受模具材料和热处理的影响。高速精锻模具钢则要求高速运行下仍能够正常使用。现有技术中的高速精锻模具钢的表面硬度低，因而导致模具易损坏。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于克服上述技术缺陷，从而提供一种表面硬度高的H13高速精锻模具钢及钢锭。

为解决上述技术问题，本发明的一种H13高速精锻模具钢，按重量百分比计算，包括以下成分：

C：0.37％～0.40％；Si：0.95％～1.05％；Mn：0.35％～0.42％；Cr：5.1％～5.3％；Mo：1.40％～1.50％；V：0.9％～1.0％；Ti≤0.008％；N：≤100PPm；O：≤22ppm；H：≤2ppm；P：≤0.015％；S：≤0.005％；Ni：≤0.20％；Al：≤0.028％；Cu：≤0.08％；As：≤0.020％；Sn：≤0.015％；Sb：≤0.0015％；其余为Fe和不可避免的杂质。

优选地，本发明的H13高速精锻模具钢，按重量百分比计算，包括以下成分：

C：0.38％～0.40％；Si：0.90％～1.05％；Mn：0.38％～0.40％；Cr：5.1％～5.3％；Mo：1.40％～1.50％；V：0.9％～1.0％；Ti≤0.008％；N：≤100PPm；O：≤22ppm；H：≤2ppm；P：≤0.010％；S：≤0.003％；Ni：≤0.18％；Al：≤0.025％；Cu：≤0.06％；As：≤0.015％；Sn：≤0.013％；Sb：≤0.0013％；其余为Fe和不可避免的杂质。

优选地，本发明的H13高速精锻模具钢，按重量百分比计算，包括以下成分：

C：0.39％；Si：1.0％；Mn：0.39％；Cr：5.2％；Mo：1.45％；V：1.0％；Ti≤0.008％；N：≤80PPm；O：≤20ppm；H：≤2ppm；P：≤0.010％；S：≤0.003％；Ni：≤0.15％；Al：≤0.020％；Cu：≤0.05％；As：≤0.010％；Sn：≤0.010％；Sb：≤0.0010％；其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明还提供一种H13高速精锻模具钢钢锭生产方法，包括如下步骤：

S1：钢水预处理，使用KR法将钢水进行钢水预脱硫，将硫含量降低至0.01％；

S2：电弧炉冶炼，将钢水、废钢和生铁加入电弧炉中进行冶炼，冶炼至碳含量低于0.60％，磷含量低于0.01％出钢，出钢温度为1510℃；

S3：出钢操作，出钢进行过程中加入Si、Mn合金元素进行脱氧，并加入碳粉和造渣剂；

S4：炉外精炼，在LF炉中加入Cr元素并进行吹氧脱C，分别将Cr元素含量控制到终点含量的65-75％、和C元素含量控制到终点含量的100-105％；再采用VOD炉脱氧添加Cr将Cr元素含量控制到终点含量，在RH真空精炼炉中脱氧后加入钢中需要的合金元素，再加入钙铁合金并通入惰性气体搅拌10min以上，将钢水升至1420℃，加入覆盖剂；

S5：将钢水通过模铸或者连铸形成钢坯。

优选地，本发明的H13高速精锻模具钢钢锭生产方法，通过连铸生产钢坯时使用电磁搅拌，电磁搅拌的频率为400Hz。

优选地，本发明的H13高速精锻模具钢钢锭生产方法，所述钢锭加热到985℃保温1.5h油淬，并在435℃下回火，保温3小时随炉冷。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明的H13高速精锻模具钢及钢锭可以获得45-52HRC的硬度。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。

实施例1-5

实施例1-5分别提供一种H13高速精锻模具钢及钢锭，按重量百分比计算，包括如表1所示的成分：

其余为Fe和不可避免的杂质。

表1实施例1-5成分(wt.％)

实施例6

一种H13高速精锻模具钢钢锭生产方法，包括如下步骤：

S1：钢水预处理，使用KR法将钢水进行钢水预脱硫，将硫含量降低至0.01％；

S2：电弧炉冶炼，将钢水、废钢和生铁加入电弧炉中进行冶炼，冶炼至碳含量低于0.60％，磷含量低于0.01％出钢，出钢温度为1510℃；

S3：出钢操作，出钢进行过程中加入Si、Mn合金元素进行脱氧，并加入碳粉和造渣剂；

S4：炉外精炼，在LF炉中加入Cr元素并进行吹氧脱C，分别将Cr元素含量控制到终点含量的65％、和C元素含量控制到终点含量的100％；再采用VOD炉脱氧添加Cr将Cr元素含量控制到终点含量，在RH真空精炼炉中脱氧后加入钢中需要的合金元素，再加入钙铁合金并通入惰性气体搅拌10min以上，将钢水升至1420℃，加入覆盖剂；

S5：将钢水通过连铸形成钢坯，通过连铸生产钢坯时使用电磁搅拌，电磁搅拌的频率为400Hz。所述钢锭加热到985℃保温1.5h油淬，并在435℃下回火，保温3小时随炉冷。

实施例7

一种H13高速精锻模具钢钢锭生产方法，包括如下步骤：

S1：钢水预处理，使用KR法将钢水进行钢水预脱硫，将硫含量降低至0.01％；

S2：电弧炉冶炼，将钢水、废钢和生铁加入电弧炉中进行冶炼，冶炼至碳含量低于0.60％，磷含量低于0.01％出钢，出钢温度为1510℃；

S3：出钢操作，出钢进行过程中加入Si、Mn合金元素进行脱氧，并加入 碳粉和造渣剂；

S4：炉外精炼，在LF炉中加入Cr元素并进行吹氧脱C，分别将Cr元素含量控制到终点含量的70％、和C元素含量控制到终点含量的102％；再采用VOD炉脱氧添加Cr将Cr元素含量控制到终点含量，在RH真空精炼炉中脱氧后加入钢中需要的合金元素，再加入钙铁合金并通入惰性气体搅拌15min以上，将钢水升至1420℃，加入覆盖剂；

S5：将钢水通过连铸形成钢坯，通过连铸生产钢坯时使用电磁搅拌，电磁搅拌的频率为400Hz。所述钢锭加热到985℃保温1.5h油淬，并在435℃下回火，保温3小时随炉冷。

实施例8

一种H13高速精锻模具钢钢锭生产方法，包括如下步骤：

S1：钢水预处理，使用KR法将钢水进行钢水预脱硫，将硫含量降低至0.01％；

S2：电弧炉冶炼，将钢水、废钢和生铁加入电弧炉中进行冶炼，冶炼至碳含量低于0.60％，磷含量低于0.01％出钢，出钢温度为1510℃；

S3：出钢操作，出钢进行过程中加入Si、Mn合金元素进行脱氧，并加入碳粉和造渣剂；

S4：炉外精炼，在LF炉中加入Cr元素并进行吹氧脱C，分别将Cr元素含量控制到终点含量的75％、和C元素含量控制到终点含量的105％；再采用VOD炉脱氧添加Cr将Cr元素含量控制到终点含量，在RH真空精炼炉中脱氧后加入钢中需要的合金元素，再加入钙铁合金并通入惰性气体搅拌10min以上，将钢水升至1420℃，加入覆盖剂；

S5：将钢水通过连铸形成钢坯，通过连铸生产钢坯时使用电磁搅拌，电磁搅拌的频率为400Hz。所述钢锭加热到985℃保温1.5h油淬，并在435℃下回火，保温3小时随炉冷。

实施例6-8的方法可以使元素的控制更加精确，尤其是C和Cr的控制操 作，可以使C和Cr控制在终点范围内。

效果实施例

将通过实施例6-8得到的成分为实施例1-5的H13高速精锻模具钢及钢锭(经过调质处理)制成试样，进行表面硬度测试。

表2实施例1-5的H13高速精锻模具钢的表面硬度值

HRC实施例149实施例250实施例352实施例446实施例545

实施例1-5的H13高速精锻模具钢及钢锭可以获得45-52HRC的硬度。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。