一种含硫易切削模具钢YDAC的制备方法与流程

本发明涉及炼钢，具体为一种含硫易切削模具钢ydac的制备方法。

背景技术：

1、硫在通常情况下是有害元素，使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055％，优质钢要求小于0.030％。但在钢中加入0.08％-0.20％的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。在机加工过程，易切削钢可以延长刀具寿命，减少切削抗力，提高加工表面的光洁度，同时容易排除切屑。易切削钢可以分为硫系、铅系与钙系等类型，相对环保的硫系易切削钢用量越来越大。

2、利用钢中的硫元素与锰元素结合会产生硫化锰等产物，硫化锰是钢种最常见的非金属夹杂物之一，对于绝大多数钢来说，这种硫化物夹杂物作为钢的组成部分，它的尺寸、形状和分布严重影响着钢的性能；然而对于易切削钢来讲，硫化锰的存在是增加易切削性能的关键。

3、因此，本领域技术人员提供了一种含硫易切削模具钢ydac的制备方法，通过锻打和加热温度控制，改善硫化物在钢中的分布，以实现钢材易切削加工的目的。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种含硫易切削模具钢ydac的制备方法，通过锻打和加热温度控制，改善硫化物在钢中的分布，实现钢材易切削加工的目的。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一种含硫易切削模具钢ydac的制备方法，所述含硫易切削模具钢ydac包括下述重量百分比的化学成分：c含量0.35％-0.45％、si含量0.80％-1.20％、mn含量0.40％-0.60％、p含量≤0.025％、s含量0.080％-0.120％、cr含量4.80％-5.30％、mo含量1.30％-1.40％、v含量0.40％-0.50％、cu含量≤0.25％、al含量0.015％-0.035％、h含量≤0.0004％、o含量≤0.0030％，余量为铁及杂质。

6、进一步地，各化学成分的重量百分比内孔范围为：c含量0.38％-0.43％、s i含量0.85％-0.95％、mn含量0.50％-0.60％、p含量≤0.025％、s含量0.100％-0.110％、cr含量4.80％-4.85％、mo含量1.30％-1.35％、v含量0.40％-0.45％、cu含量≤0.25％、al含量0.020％-0.025％、h含量≤0.0004％、o含量≤0.0030％，余量为铁及杂质。

7、进一步地，各化学成分的重量百分比目标值控制为：c含量0.40％、s i含量0.90％、mn含量0.55％、p含量≤0.025％、s含量0.105％、cr含量4.82％、mo含量1.32％、v含量0.42％、cu含量≤0.25％、al含量0.024％、h含量≤0.0004％、o含量≤0.0030％，余量为铁及杂质。

8、进一步地，所述含硫易切削模具钢ydac的制备过程包括冶炼工序、铸锭工序、锻造工序、热处理工序、精整工序，且在冶炼浇注的钢锭凝固后，在钢锭温度≤550℃时，或坑冷(砂冷)≥48h，红送钢锭退火，然后2小时内装炉退火，进行热处理工序。

9、进一步地，在进行锻造处理时，钢锭预热装炉温度≤500℃，锻造温度为1170-1190℃，终锻温度≥850℃。

10、进一步地，一种含硫易切削模具钢ydac的制备方法，具体包括以下步骤：

11、s1.冶炼

12、在钢中加入硫化铁，需要调整渣系-酸性渣，加入氧化硫、矽石等，并对钢包、渣线的侵蚀程度进行评估和控制；

13、按上述化学成分进行原料的配料，并将原料中的铁合金进行高温烘烤；

14、进入电炉，冶炼前钢包清理干净，烘烤良好，电炉内原料装入前要吹灰，严防增碳；

15、进入lf炉，按当次炼钢总量，向lf炉内加烘烤石灰18-22kg/t、帽渣5.5-6.5kg/t、加火砖1.5-2.5kg/t、脱氧剂2.5kg/t进行造白渣，控制白渣精炼时间≥30min，在保持白渣精炼的过程中，持续补加脱氧剂以维持强烈还原气氛；

16、进入vd炉，控制极限真空压力≤67pa，时间≥12min，吊包温度为1550℃-1555℃。

17、s2.铸锭

18、浇注，做好钢锭模的清洁工作，确保浇注系统清洁、干燥，浇注前向注管和注模内充入氩气3分钟，保护渣2kg/支，然后进行浇筑成型。

19、s3.锻造成型

20、红送钢锭至煤气加热炉段加热至1170-1190℃，并按钢锭厚度每毫米保温2.5-3分钟，保温结束后第一序为压钳把φ400mmx650mm，错净水口，拔长滚圆至两端一样尺寸，锻造变形量≤10％，使钢锭表面形成压应力；

21、然后镦粗、拔长、修整各部位到一定尺寸，完成锻造，得到锻件。

22、s4.退火热处理

23、锻后利用锻件的锻后余热进入退火炉中，进行退火，退火温度为500-550℃，保温时间按锻件厚度每毫米保温2.5-3.5分钟，保温结束后进行空冷，得到退火锻件。

24、s5.精整处理

25、按照加工尺寸预留余量进行精整加工，依据企业标准，按机加工操作规程，使精整钢材达到相应的外观、形状、尺寸要求，得到精整加工后的模具钢板料。

26、s6.超细化晶粒处理

27、加热到1030℃，保温时间按板料的有效厚度每毫米保温1-2分钟，淬入油中，再冷却至150℃-170℃出油，装入回火炉中，回火，回火温度为730℃-750℃，保温时间按板料的有效厚度每毫米保温2.5-3.0分钟，然后出炉空冷，空冷结束后得到含硫易切削模具钢ydac。

28、s7.成品检验

29、按企业标准要求，钢材经取样、检验、判定，达到标准质量要求后入库。

30、进一步地，所述步骤s1中的铁合金进行高温烘烤是将铁合金放入烘烤炉加热到700-750℃，并在温度为700-750℃下至少保温6h。

31、进一步地，所述步骤s2中的浇铸温度控制为1540-1560℃，模温控制在20-80℃，脱模后的钢锭进行砂冷或红送退火。

32、(三)有益效果

33、本发明提供了一种含硫易切削模具钢ydac的制备方法。具备以下有益效果：

34、1、本发明提供了一种含硫易切削模具钢ydac的制备方法，在原料中提高了mn含量，在冶炼时发生fes+mn→mns+fe，适度提高的mn含量形成高熔点的mns，其以球状和粒状存在于晶内，防止了低熔点的fes和fe形成共晶体形成或含量过多，进而可以避免因为过多的fes和fe形成共晶体而导致的锻造温度区间高温塑性下降，避免了锻造的过程中出现开裂的情况。

35、2、本发明提供了一种含硫易切削模具钢ydac的制备方法，在原料中提高了mo含量，在高温下，mo原子替换了部分fe原子，由于mo原子半径的尺寸大于fe原子半径的尺寸，原子间的空隙减小，起到一定的强化作用，形成置换固溶体，达到热作模具钢置换强化目的。

36、3、本发明提供了一种含硫易切削模具钢ydac的制备方法，对于易切削钢来讲，硫化锰的存在是增加易切削性能的关键，该制备方法通过锻打和加热温度控制，改善硫化物在钢中的分布，实现钢材易切削加工的目的，在车、铣、钻、磨等机加工过程中，模具钢的切削力明显减小、切削温度下降、断屑性及切屑清理效率提高、表面粗糙度降低、表面质量及抛光性能改善，进而降低刀具消耗及机加工成本。