專利名稱：：高合金熱作鋼及其生產方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種金屬部件的加工工藝，特別是其配方和冶煉
技術領域：
。技術背景鵝頸是鋁、鎂、銅等熱式壓鑄機的一種導料系統(tǒng)，現(xiàn)行內國大都依賴進口。進口的GS—20CoCrWMol09鵝頸由高合金材料熱作制成，成份中C和Si含量較高，而Mo、Co和W含量較低，且，成份中還含雜質Ni，這種產品的缺陷是:在使用過程中，產品內壁易產生細微裂紋,從而影響使用效果，縮短產品的使用壽命，從而提高了生產成本。
發(fā)明內容本發(fā)明目的在于發(fā)明一種能克服以上缺陷的高合金熱作鋼。本發(fā)明各質量份分別為C:0.170.23%、Si:0.150.30%、Mn:0.400.60%、P《0.035%、S《0,035%、Cr:9.0010.00%、Mo:1.802.20%、Co:9.5010.50O/"W5.006.00%。由以上配方，經(jīng)高合金熱作鋼形成的產品具有超強的硬度保持能力，尤其適用于抗高溫磨損及熔融金屬侵蝕的工作環(huán)境，可用于制造銅、銅合金、鋼質包括特殊模具的擠壓工具，適用于各種黃銅、鵝頸管和鎂壓鑄件內腔制造的壓鑄工具，無需水冷。本發(fā)明另一目的在于發(fā)明上述高合金熱作鋼的生產方法。本發(fā)明方法包括將金屬料、擴散脫氧劑和造渣材料混合熔化、精煉、澆注、鑄件清整，最后進行包括退火、淬火和回火的熱處理，其特征在于熔化具有采用堿性爐襯的中頻感應爐，裝料完畢后，水壓系統(tǒng)的水壓為23kg/cm3，通電的前68分鐘采用較低功率輸入直到電流波動較小即可換用最大功率熔化，待爐料熔化到7080%時蓋渣，加入的造渣材料由石灰和熒石組成，用量為金屬料重的33.5%;精煉時，采用Fe-Mn預脫氧，采用Ca-Si粉及Al粉擴散脫氧，鋼水溫度為1650168(TC時出鋼，并向鋼水中插鋁進行終脫氧；鋼水在包中鎮(zhèn)靜34分鐘后澆注；所述熱處理的退火溫度為78084(TC，退火時間46小時，隨爐緩冷；淬火溫度11001150°C，淬火鹽溶54(TC;回火溫度60075(TC，回火23次。熔化時，造渣材料中，石灰和熒石的重量比為2:1。造渣材料中，石灰為新熔燒的石灰，化學成分如下CaO>88%，Si02<2%，S《0.15%，F(xiàn)e203+Al203<3，灼減<2%。石灰粒度為1020mm，使用前經(jīng)80(TC，4小時烘烤。熒石中化學成分如下CaF2>90%，Si02<5%，S<0.1%，熒石粒度為粗粉狀，經(jīng)烘烤后使用。熔化前，先將擴散脫氧劑烘烤至20030(TC。本發(fā)明所述熔化用堿性爐襯的原材料為二級電熔鎂砂，其中各成份的質量含量分別為MgO>94%、CaO<2%、Si02<2%，鎂砂粒度1#58mm，2#35mm，3#23mm，4#0.52mm，5#<0.5mm，粘結劑由粉末狀一級工業(yè)硼酸和水玻璃，水玻璃的模數(shù)為2.22.4，比重為1.331.55，波美度為5051Be'。鋼包在盛鋼水前在80(TC溫度下烘烤2小時以上。本發(fā)明工藝易于控制，產品具有低碳、硅、高鉬、鈷、鎢，且無鎳的特點，形成的鵝頸具有超強的硬度保持能力，尤其適用于抗高溫、磨損及熔融金屬侵蝕的工作環(huán)境要求。具體實施方式一、GS—20CoCrWMol09熔煉工藝過程熔煉設備GGW—0.75中頻感應爐。1、堿性爐襯制備原材料，二級電熔鎂砂，MgO>94%，CaO<2%，Si02<2%。鎂砂粒度，1#58mm，2#35mm，3#23mm，4#0.52mm，5#〈0.5mrn。粘結劑硼酸，一級工業(yè)硼酸，使用前粒度為粉末狀。水玻璃，模數(shù)為2.22.4，比重1.331.55，波美度5051Be。爐襯的打結、烘烤，洗爐按基本操作規(guī)程進行。2、金屬原材料準備所有金屬原材料必須符合所煉鋼號成分要求，并經(jīng)精確配料計算、過稱。各種金屬原材料必須清潔、干燥、無油污。廢鋼、返回料、純鐵使用前要經(jīng)滾筒除銹，除砂、除雜質。塊度要求，對角線小于100mm，經(jīng)烘烤后使用。3、造渣材料石灰，要求用新熔燒的石灰，化學成分如下CaO>88%，Si02<2%,S《0.15%，F(xiàn)e203+Al203<3，灼減<2%。石灰粒度為1020mm，不能夾生夾雜，使用前經(jīng)800'C，4小時烘烤，在紅熱狀態(tài)使用。熒石，要求透明，翠綠色，化學成分如下CaF2>90%，Si02<5%，S<0.1%。粒度粗粉狀，在烘烤保溫使用。渣料配比Cao:CaF2=2:14、擴散脫氧劑準備選用Al~CaO粉或Ca—Si粉、Al粉等作為擴散脫氧劑，并經(jīng)200300°C烘烤后保溫使用。5、設計目標成分(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>6、據(jù)目標成分配料舉例(鑄件重184Kg，余下澆冒口)電介鈷38Kg，鉬鐵13Kg，鎢鐵27.5Kg，低碳鉻鐵60Kg，純鐵43Kg，廢鋼(碳素)198Kg，增碳劑0.32Kg，合計379.82Kg。7、裝料前要扒凈爐內殘渣余鋼，裝料工作應根據(jù)坩堝中的溫度區(qū)域分布來進行，先鋪小料后大塊料，難熔料優(yōu)先裝入爐內，在坩堝邊緣四周放更大的料，并在大料的縫隙填塞小料。8、熔化裝料完畢后，水壓系統(tǒng)水壓為23Kg/cm^—切設備正常方可開始通電。開始68分鐘可用較低功率輸入直到電流波動較小即可換用最大功率熔化。隨時搗料，嚴防搭橋，并及時補加余下的新料，待爐料熔化到7080%時蓋渣，加入的選渣材料為石灰和熒石，兩者重量比為2:1，用量為金屬料重的33.5%，爐料熔化到95%時，取樣分析化學成分C，Cr等。9、精煉預脫氧和擴散脫氧，爐料熔清，爐渣形成，撥渣，插入預脫氧劑Fe-Mn，爾后隨即擴散脫氧。擴散脫氧劑為Ca-Si粉及Al粉。脫氧過程中調正爐渣的粘度，使爐渣具有良好的流動性。脫氧三批進行充分攪拌，待渣白后取樣分析化學成分。分析Cr，W，MO和CO。測溫和調整成分，白渣保持大于15分鐘，取脫氧杯試驗。試樣明顯收縮下凹，溫度達到16501680°C(插入式)符合出鋼要求即作出鋼準備，向鋼液中插鋁進行終脫氧。10、出鋼出鋼前須打掃爐臺。渣鋼齊出，出鋼后在鋼包內加一鍬稻草灰。二、澆注鋼水在包中鎮(zhèn)靜34分鐘后澆注。熱鋼包在盛鋼水前須在80(TC溫度下烘烤2小時以上。新砌包須烘烤8小時以上。澆鋼后應及時清理包內殘渣余鋼，調鋼號時尤其要嚴格做到這一點。三、鑄件清整四、熱處理退火，退火溫度78084(TC，耗時46小時，隨爐緩冷。淬火溫度U00115(TC，淬火鹽溶浴54(TC。回火溫度60075(TC，可回火23次。以增加韌性。實測鑄件鵝頸硬度RC3638。五、使用效果使用前在25035(TC溫度下預熱。在650。C溫度下壓鑄鋁鎂件，鵝頸可使用350000次以上。權利要求1、高合金熱作鋼，其特征在于各質量份分別為C0.17～0.23％、Si0.15～0.30％、Mn0.40～0.60％、P≤0.035％、S≤0.035％、Cr9.00～10.00％、Mo1.80～2.20％、Co9.50～10.50％、W5.00～6.00％。2、一種如權利要求1所述高合金熱作鋼的生產方法，包括將金屬料、擴散脫氧劑和造渣材料混合熔化、精煉、澆注、鑄件清整，最后進行包括退火、淬火和回火的熱處理，其特征在于熔化具有采用堿性爐襯的中頻感應爐，裝料完畢后，水壓系統(tǒng)的水壓為23kg/cm3，通電的前68分鐘采用較低功率輸入直到電流波動較小即可換用最大功率熔化，待爐料熔化到7080%時蓋渣，加入的造渣材料由石灰和熒石組成，用量為金屬料重的33.5%;精煉時，采用Fe-Mn預脫氧，采用Ca-Si粉及Al粉擴散脫氧，鋼水溫度為1650168(TC時出鋼，并向鋼水中插鋁進行終脫氧；鋼水在包中鎮(zhèn)定34分鐘后澆注；所述熱處理的退火溫度為780840°C，退火時間46小時，隨爐緩冷；淬火溫度11001150°C，淬火鹽溶54(TC;回火溫度600750°C，回火23次。3、根據(jù)權利要求2所述高合金熱作鋼的生產方法，其特征在于熔化時，造渣材料中，石灰和熒石的重量比為2:1。4、根據(jù)權利要求2或3所述高合金熱作鋼的生產方法，其特征在于熔化時，造渣材料中，石灰為新熔燒的石灰，化學成分如下CaO>88%,Si02<2%,S《0.15%，F(xiàn)e203+Al203<3，灼減<2%;石灰粒度為1020mm，使用前經(jīng)800'C，4小時烘烤；熒石中化學成分如下CaF2>90%，Si02<5%，S<0.1%,熒石粒度為粗粉狀，經(jīng)烘烤后使用。5、根據(jù)權利要求2所述高合金熱作鋼的生產方法，其特征在于熔化前，先將擴散脫氧劑烘烤至200300°C。6、根據(jù)權利要求2所述高合金熱作鋼的生產方法，其特征在于所述熔化用堿性爐襯的原材料為二級電熔鎂砂，其中各成份的質量含量分別為MgO>94%、CaO<2%、Si02<2%，鎂砂粒度1#58mm，2#35mm，3#23mm，4#0.52mm，5#<0.5mm，粘結劑由粉末狀一級工業(yè)硼酸和水玻璃，水玻璃的模數(shù)為2.22.4，比重為1.331.55，波美度為5051Be'。7、根據(jù)權利要求2所述高合金熱作鋼的生產方法，其特征在于鋼包在盛鋼水前在80(TC溫度下烘烤2小時以上。全文摘要高合金熱作鋼及其生產方法，涉及一種金屬部件的加工工藝，特別是其配方和冶煉
技術領域：
。將金屬料、擴散脫氧劑和造渣材料混合熔化、精煉、澆注、鑄件清整，最后進行包括退火、淬火和回火的熱處理，經(jīng)高合金熱作鋼形成的產品具有超強的硬度保持能力，尤其適用于抗高溫磨損及熔融金屬侵蝕的工作環(huán)境，可用于制造銅、銅合金、鋼質包括特殊模具的擠壓工具，適用于各種黃銅、鵝頸管和鎂壓鑄件內腔制造的壓鑄工具，無需水冷。文檔編號C21D1/18GK101403071SQ20081023504公開日2009年4月8日申請日期2008年11月6日優(yōu)先權日2008年11月6日發(fā)明者徐宏亮申請人:徐宏亮