一种模具钢坯及其连铸方法

摘要

本发明一种模具钢坯及其连铸方法，属于涉及冶金技术领域。所述铸方法，包括：将原料冶炼成钢水，钢水连铸成坯，随后退火，得模具钢坯；其中，所述钢水包括以下重量百分比的组分：碳1.5%~1.90%、锰≤0.60%、硅≤0.6%、铬10%～13%、钼0.2%～0.7%、钒0.15%~0.25%、铼30ppm~100ppm，余量为铁及杂质；所述连铸过程中，结晶器水量≥110L/min，水压≥0.6Mpa，进出水温差≤12℃。本发明采用钢水组分以及配合合理的连铸工艺参数设置，不但使所得的钢坯表面无点漏、裂纹等问题，连铸坯内部质量符合要求，无质量缺陷，提高了所得钢坯的生产质量。

权利要求

1.一种模具钢坯的连铸方法，其特征在于，包括：将原料冶炼成钢水，钢水连铸成坯，随后退火，得模具钢坯；

其中，所述钢水包括以下重量百分比的组分：碳1.5% 1.90%、锰≤0.60%、硅≤0.6%、铬~

10%～13%、钼 0.2%～0.7%、钒 0.15% 0.25%、铼30ppm 100ppm，余量为铁及杂质；

~ ~

所述连铸过程中，结晶器水量≥110L/min，水压≥0.6MPa，进出水温差≤12℃；

所述连铸过程中，拉速为在0.55 m/min‑1.2m/min；

所述连铸过程中，保护渣碱度为0.60‑1，保护渣熔点860‑960℃，保护渣粘度≤

0.15Pa·s；

所述连铸过程中，对钢水进行气雾冷却，二冷比水量≥2.3L/kg，热送温度≥510℃。

2.根据权利要求1所述的一种模具钢坯的连铸方法，其特征在于，所述钢水H含量≤

3ppm，O含量≤50ppm。

3.根据权利要求1所述的一种模具钢坯的连铸方法，其特征在于，在浇注过程中，所述钢水的过热度控制在15℃ 25℃或浇注温度1405℃ 1415℃。

~ ~

4.根据权利要求1‑3任一所述的一种模具钢坯的连铸方法，其特征在于，所述钢水连铸成坯，随后退火中，温度为780℃ 860℃。

~

5.根据权利要求4所述的一种模具钢坯的连铸方法，其特征在于，所述退火过程中，升温速率≤50℃/min，保温时间≥5h，降温速率≤30℃/min。

6.一种模具钢坯，其特征在于，由权利要求1‑5任一所述的连铸方法制成。

说明书

一种模具钢坯及其连铸方法

技术领域

[0001] 本发明属于涉及冶金技术领域，特别涉及一种模具钢坯及其连铸方法。

背景技术

[0002] 冷作模具钢用途包括冷冲压模具、冷挤压模具、冷镦模具、冷拉拔模具等，这些模具在冷状态下对工件进行压制成型加工，一般需要高硬度、高耐磨性、足够的韧性、良好的抗疲劳性以及抗咬合黏结能力。因此，一般冷作模具钢多采用高碳高铬的基础成分设计，是广泛用于模具行业的冷作模具钢，具有高淬透性，淬火时的变形很小，在300 400℃时仍可~保持良好硬度和耐磨性。由于冷作模具钢的含碳量较高，对裂纹十分敏感，同时，冷作模具钢具有发达的莱氏体组织，加上钢种熔点偏低，裂纹敏感性强，造成此类钢种生产难度非常大。

[0003] 在高碳模具钢连铸坯生产时，所得的钢坯在后续生产成型时仍不避免地出现裂纹或脆断。

发明内容

[0004] 针对上述问题，本发明提供了一种模具钢坯及其连铸方法。

[0005] 本发明的第一个目的在于提供一种模具钢坯的连铸方法，包括：

[0006] 将原料冶炼成钢水，钢水连铸成坯，随后退火，得模具钢坯；

[0007] 其中，所述钢水包括以下重量百分比的组分：碳1.5% 1.90%、锰≤0.60%、硅≤~0.6%、铬10%～13%、钼 0.2%～0.7%、钒 0.15% 0.25%、铼30ppm 100ppm，余量为铁及杂质；
~ ~

[0008] 所述连铸过程中，结晶器水量≥110L/min，水压≥0.6Mpa，进出水温差≤12℃。

[0009] 进一步地，所述钢水H含量≤3ppm，O含量≤50ppm。

[0010] 进一步地，在浇注过程中，所述钢水的过热度控制在15℃ 25℃或浇注温度1405℃~1415℃。
~

[0011] 进一步地，所述连铸过程中，保护渣碱度为0.60‑1，保护渣熔点860‑960℃，保护渣粘度≤0.15Pa·S。

[0012] 进一步地，所述连铸过程中，拉速为在0.55 m/min‑1.2m/min。

[0013] 进一步地，所述连铸过程中，对钢水进行气雾冷却，二冷比水量≥2.3L/kg，热送温度≥510℃。

[0014] 进一步地，所述退火温度为780℃ 860℃。~

[0015] 进一步地，所述退火过程中，升温速率≤50℃/min，保温时间≥5h，降温速率≤30℃/min。

[0016] 本发明的另一个目的在于提供一种模具钢坯，由以下连铸方法制成：

[0017] 将原料冶炼成钢水，钢水连铸成坯，随后退火，得模具钢坯；

[0018] 其中，所述钢水包括以下重量百分比的组分：碳1.5% 1.90%、锰≤0.60%、硅≤~0.6%、铬10%～13%、钼 0.2%～0.7%、钒 0.15% 0.25%、铼30ppm 100ppm，余量为铁及杂质；
~ ~

[0019] 所述连铸过程中，结晶器水量≥110L/min，水压≥0.6Mpa，进出水温差≤12℃。

[0020] 本发明的有益效果：

[0021] 本发明通过对模具钢坯钢水组分的设置，具体为：碳1.5% 1.90%、锰≤0.60%、硅≤~0.6%、铬10%～13%、钼 0.2%～0.7%、钒 0.15% 0.25%、铼30ppm 100ppm，余量为铁及杂质，配~ ~
合合理的连铸工艺参数设置，不但使所得的钢坯表面无点漏、裂纹等问题，连铸坯内部质量符合要求，无质量缺陷，提高了所得钢坯的生产质量，且保证了钢坯成型产品的合格率。

[0022] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0024] 图1示出了根据本发明实施例一的连铸方法制得的钢坯图；

[0025] 图2示出了根据本发明实施例一的钢坯轧制成的钢棒；

[0026] 图3示出了根据本发明对比例一的钢坯轧制成的钢棒。

具体实施方式

[0027] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0028] 实施例一：

[0029] 该实施例是运用本发明所实施的方法来制备200mm×200mm的高碳模具钢连铸坯，采用立弯式连铸机；

[0030] 钢水目标成分：碳1.5%、锰0.30%、硅0.3%、铬13%、钼 0.4%、钒 0.3%、铼50ppm，余量为铁及杂质；

[0031] 将浇注钢水成分合格的过热度控制在20℃，在浇注过程中，中间包钢水温度波动在±5℃以内，所述钢水H含量≤3ppm，O含量≤50pp；

[0032] 高碳模具钢专用保护渣碱度为0.7，熔点885℃，粘度0.071 Pa·S，结晶器冷却水量110L/min，水压0.6Mpa，进出水温差5℃，连铸拉速为0.55m/min，对钢水进行气雾冷却，二冷比水量=2.7L/kg，铸坯出矫直段温度为850℃，最终连铸坯铸锭热送温度600℃，退火温度为800℃，包括升温速率40℃/min，保温时间15h，降温速率20℃/min，最终制成钢坯。

[0033] 上述所得的钢坯具体见图1，从图1中可知，实施例一连铸生产的钢坯表面无点漏、裂纹等问题，连铸坯内部质量符合要求，无质量缺陷。

[0034] 实施例二：

[0035] 该实施例是运用本发明所实施的方法来制备150mm×150mm的高碳模具钢连铸坯，采用立弯式连铸机；

[0036] 钢水目标成分：碳1.60%、锰0.40%、硅0.5%、铬11%、钼0.5%、钒 0.2%、铼90ppm，余量为铁及杂质；

[0037] 将浇注钢水成分合格的温度控制在1410℃，在浇注过程中，中间包钢水温度波动在±4℃以内，其中，所述钢水H含量≤3ppm，O含量≤50ppm；

[0038] 高碳模具钢专用保护渣碱度为0.7，熔点900℃，粘度0.12 Pa·S，结晶器冷却水量115L/min，水压0.8Mpa，进出水温差7℃，连铸拉速为0.8 m/min，对钢水进行气雾冷却，二冷比水量=2.6L/kg，铸坯出矫直段温度为830℃，最终连铸坯铸锭热送温度550℃，退火温度为
800℃，包括升温速率40℃/min，保温时间12h，降温速率20℃/min，最终制成钢坯。

[0039] 实施例三：

[0040] 该实施例是运用本发明所实施的方法来制备150mm×150mm的高碳模具钢连铸坯，采用立弯式连铸机；

[0041] 钢水目标成分：碳1.90%、锰0.20%、硅0.3%、铬13%、钼0.7%、钒 0.25%、铼80ppm，余量为铁及杂质；

[0042] 将浇注钢水成分合格的温度控制在1410℃，在浇注过程中，中间包钢水温度波动在±3℃以内，其中，所述钢水H含量≤3ppm，O含量≤50ppm；

[0043] 高碳模具钢专用保护渣碱度为0.8，熔点890℃，粘度0.08 Pa·S，结晶器冷却水量120L/min，水压0.8Mpa，进出水温差8℃，连铸拉速为1.2 m/min，对钢水进行气雾冷却，二冷比水量=2.6L/kg，铸坯出矫直段温度为830℃，最终连铸坯铸锭热送温度550℃，退火温度为
800℃，包括升温速率40℃/min，保温时间15h，降温速率20℃/min，最终制成钢坯。

[0044] 对比例一

[0045] 该对比例是制备200mm×200mm的高碳模具钢连铸坯，采用立弯式连铸机；

[0046] 钢水目标成分：碳1.5%、锰0.30%、硅0.3%、铬13%、钼 0.4%、钒 0.3%，余量为铁及杂质；

[0047] 将浇注钢水成分合格的过热度控制在20℃，在浇注过程中，中间包钢水温度波动在±5℃以内，所述钢水H含量≤3ppm，O含量≤50pp；

[0048] 高碳模具钢专用保护渣碱度为0.7，熔点885℃，粘度0.071 Pa·S，结晶器冷却水量105L/min，水压0.4Mpa，进出水温差5℃，连铸拉速为0.8 m/min，对钢水进行气雾冷却，二冷比水量=2.7L/kg，铸坯出矫直段温度为850℃，最终连铸坯铸锭热送温度600℃，退火温度为800℃，包括升温速率40℃/min，保温时间15h，降温速率20℃/min，最终制成钢坯。

[0049] 实施例四

[0050] 将实施例一和对比例一获得的钢坯进行轧制成棒，所得的轧制棒如图2和图3所示，其中，图2为实施例一所得的钢坯轧制成的钢棒，图3为对比例一所得的钢坯轧制成的钢棒。

[0051] 从图2和图3中可知，实施例一所得的钢坯轧制成型完好，无缺陷，对比例一所得的钢坯轧制成型易出现裂纹缺陷，即证明铼的引入不但提高了连铸生产的钢坯质量，也保证了钢坯成型产品的合格率。

[0052] 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。