高級(jí)優(yōu)質(zhì)刃具模具用鋼T12的研制

王利科 張川

1承德建龍?zhí)厥怃撚邢薰荆?67201）2河北省鍛造用鋼工程技術(shù)研究中心（067201）

高級(jí)優(yōu)質(zhì)刃具模具用鋼T12的研制

王利科1,2張川1,2

1承德建龍?zhí)厥怃撚邢薰荆?67201）2河北省鍛造用鋼工程技術(shù)研究中心（067201）

采用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐、LF超高功率精煉、VD真空爐、R 10 m五機(jī)五流方坯連鑄、型材軋機(jī)等工藝設(shè)備生產(chǎn)刃具模具用鋼T12，通過轉(zhuǎn)爐采用“高拉補(bǔ)吹”、無渣出鋼技術(shù)，LF爐采用高鋁精煉渣系造渣脫氧技術(shù)，優(yōu)化連鑄工藝參數(shù)及軋制溫度、速度等措施，生產(chǎn)出高級(jí)優(yōu)質(zhì)刃具模具用鋼T12各項(xiàng)指標(biāo)滿足客戶技術(shù)要求。

刃具模具鋼；T12；研究開發(fā)；硬度；淬透性

0 前言

工模具被譽(yù)為“現(xiàn)代工業(yè)之母”，足可見工模具在現(xiàn)代工業(yè)中的重要性及不可磨滅的貢獻(xiàn),工模具鋼一般是在高硬度下使用的,因此提高其強(qiáng)韌性尤其必要[1]。承德建龍?zhí)厥怃摬捎棉D(zhuǎn)爐、LF精煉爐、VD真空爐、連鑄、軋制，成功開發(fā)了T8、T10碳素工具鋼，最近根據(jù)用戶的要求及國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求，又成功研制了高級(jí)優(yōu)質(zhì)刃具模具鋼（T12）。此鋼種主要應(yīng)用制作鉸刀、刮刀、銼刀、銑刀、鉆頭等。產(chǎn)品通過客戶加工使用完全符合GB/T 1299—2014標(biāo)準(zhǔn)要求，并得到客戶的好評(píng)，為承德建龍?zhí)劁摵罄m(xù)開發(fā)高端品種奠定了基礎(chǔ)。

1 主要設(shè)備及工藝流程

研制主要設(shè)備:1 350 m3高爐、70 t轉(zhuǎn)爐、70 tLF爐、70 tVD真空爐、R10 m弧5機(jī)5流方坯連鑄機(jī)（200 mm×200 mm）、三段蓄熱式加熱爐及軋機(jī)。

工藝流程:高爐鐵水→提釩轉(zhuǎn)爐→氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐→LF爐精煉→VD真空爐→方坯連鑄機(jī)→加熱爐→型材軋機(jī)→成品精整→入庫(kù)。

2 工藝研制

2.1 化學(xué)成分

為了獲得良好的綜合力學(xué)性能，特別是硬度和淬透性，對(duì)產(chǎn)品化學(xué)成分進(jìn)行了設(shè)計(jì)。T12鋼的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分要求及企業(yè)內(nèi)部控制成分見表1。

表1 T12化學(xué)成分控制要求（%）

2.2 轉(zhuǎn)爐冶煉控制

轉(zhuǎn)爐組織用半鋼冶煉，半鋼C≥3.5%,冶煉過程采用“高拉補(bǔ)吹”方法冶煉[2]，終點(diǎn)C≥0.15%含量合格率100%，降低鋼中氧含量。轉(zhuǎn)爐采用合適的裝入制度（爐熔比為1 m3/t）、造渣制度（爐渣堿度控制在3.5）、供氧制度以及脫氧制度。少渣出鋼是煉鋼過程的關(guān)鍵指標(biāo)[3]，轉(zhuǎn)爐出鋼采用滑板擋渣技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無渣操作。

2.3 LF精煉控制

鋼中非金屬夾雜物直接影響鋼的強(qiáng)度、塑性、斷裂韌性等機(jī)械性能，降低鋼材的使用壽命。鋼中氧含量又直接影響夾雜物的數(shù)量、大小和分布[4]。

LF爐采用高鋁渣系進(jìn)行脫氧造白渣，并保持白渣時(shí)間≥20 min。同時(shí)控制好鋼包底吹氬氣體，利用上浮的氬氣泡粘附懸浮于鋼液中的夾雜物，使其被頂渣吸收，從而提高鋼水的純凈度[4]。

LF爐采用石灰200 kg、高鋁精煉渣1 000 kg、碳化硅30 kg、鋁粉20 kg、碳粉20 kg進(jìn)行造渣脫氧。

2.4 VD真空控制

VD爐深真空≤67 Pa，保真空時(shí)間≥12 min；VD破空后采用鈣處理；軟吹時(shí)間≥15 min，通過VD真空處理，實(shí)現(xiàn)鋼水成分均勻性，控制鋼中氣體含量。

3 結(jié)論

采用高爐鐵水→提釩轉(zhuǎn)爐→氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐→LF爐精煉→VD真空爐→方坯連鑄機(jī)→加熱爐→型材軋機(jī)生產(chǎn)工藝路線,完全可以生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)要求的高級(jí)優(yōu)質(zhì)刃具模具T12鋼。

轉(zhuǎn)爐采用“高拉補(bǔ)吹”方法冶煉，LF爐采用高鋁精煉渣系脫氧造渣工藝生產(chǎn)刃具模具T12鋼?；瘜W(xué)成分、夾雜物及硬度指標(biāo)完全達(dá)到GB/T 1299—2014標(biāo)準(zhǔn)要求。

優(yōu)化連鑄工藝制度、合理控制加熱溫度及軋制速度，生產(chǎn)刃具模具T12鋼。低倍、脫碳層及表面質(zhì)量滿足GB/T 1299—2014標(biāo)準(zhǔn)要求。

參考文獻(xiàn):

[1]李晨霞,孔自安.T12鋼的組織超細(xì)化工藝試驗(yàn)[J].洛陽(yáng)工學(xué)院學(xué)報(bào)，1999,20(2):33-35.

[2]錢潤(rùn)峰,靳剛強(qiáng),等.ER 55—Ti焊接用鋼的生產(chǎn)試制[J].河北冶金,2016(11):14-17.

[3]蔡飛.懸掛擋渣塞在宣鋼150 t轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].河北冶金,2012(10):43-44.

[4]徐凱,潘志利,李宗建,等.55CrMnA彈簧扁鋼的研制[J].山東冶金,2009,31(5):27-28.

[5]劉昌澤.淬火溫度對(duì)T12鋼馬氏體形態(tài)的影響[J].金屬學(xué)報(bào),1985,21(3):257-260.