如何降低模具鋼中的非金屬夾雜物的措施

如何降低模具鋼中的非金屬夾雜物的措施
⑴電爐冶煉時采取的工藝措施(來源:上海荔鋒模具鋼材有限公司)
Ⅰ 選用優質的原材料。模具鋼在冶煉時應盡量選用優質原材料,廢鋼中不僅S、P含量要低,而且應嚴格控制其他有害元素As、Sn、Pb和 Cu等。廢鋼應盡量多采用好的廢鋼(最好是本組的返回料)或優質生鐵。用氧化法冶煉時,應盡量保證氧化期的去碳量。
Ⅱ 選用優質的耐火材料。在用電爐冶煉
工模具鋼時,應選用優質耐沖刷的耐火材料。如爐襯可選用優質鎂碳磚,鋼包一般選用高鋁磚或鎂碳磚,包括澆注等用的耐火材料一定要注意。
Ⅲ 冶煉中采用吹氬攪拌。模具鋼在冶煉時,采用吹氬攪拌,可加速夾雜物的上浮速度,而且可使 小的夾雜物通過碰撞、聚合而形成較大的夾雜物而易于上浮,但吹氬量要控制適當,如吹氬流量太大或吹氬時間太長,會引起鋼渣卷入鋼液中,從而帶來更多的夾渣或夾雜物,同時使鋼液的溫度降低太多。
Ⅳ 采用合成渣。向鋼液中加入專門配置的熔渣,可強化有害雜質向熔渣中的轉變過程,合成渣的配方有很多,加入的方式也較多,當需要去除某種成分的非金屬夾雜物時,選擇相應的合成渣。
Ⅴ 采用復合脫氧劑。近些年來,模具鋼的冶煉一般采用復合脫氧劑,可使夾雜物更易從金屬中分離出來。如Si-Mn合金、Al-Mn-Si合金、Ca-Si合金等,均可作為復合脫氧劑。
Ⅵ 采用稀土元素。稀土金屬元素是很強的脫氧劑,呆以選用含稀土(質量分數)30%~50%的合金,加入鋼液中形成稀土氧化物、稀土硫化物能成為結晶時的晶核,分布在晶體內而不在晶界,對鋼材性能的有害作用可降至最小,并提高模具鋼的等向性。
模具鋼的爐外精煉  爐外精煉是去除鋼中夾雜物,降低鋼中的氣體含量最有效的技術措施。在模具鋼中生產中常用的有:
Ⅰ 真空精煉。合金工具鋼常用的真空精煉有VHD、VD、RH、VAD和ASEA-SKF等,經過真空精煉的模具鋼氧含量可降低W(Q)40%~60%左右,硫含量降低W(S)40%以上,使鋼液中的夾雜物顯著降低。
Ⅱ 噴粉精煉。即使利用吹氬攪拌、真空脫氣等技術措施,鋼液中還會有一些氧化鋁夾雜物。若把以氧化鈣為主的精煉劑噴入鋼液中,氧化鈣對氧化鋁具有較高的親和力,可形成鋁酸鈣鹽類,鋁酸鉬熔點較低,易凝聚長大而上浮,使鋼液中的夾雜物明顯減少,顯著改善鋼的純潔度。大多數夾雜物的尺寸均小于50μm。在鋼液中噴入CaO-CaF2能進行去硫,也可噴入Ca-Si粉,以改變硫化物的形態,或噴入CaC2粉劑達到脫氧脫硫的目的。
Ⅲ 電渣重熔。利用電渣重熔蚵以大量去除鋼中夾雜物并改善鋼材的低倍組織,從而有效地改善了鋼材的性能能。近些年來,模具鋼的冶煉開始大量使用電渣重熔法生產高質量的模具鋼
⑶合金模具鋼的澆注。合金模具鋼的澆注主要是防止鋼液的二次氧化和帶入夾雜物,從而提高模具鋼的純凈度,一般應采取以下工藝措施:
Ⅰ 氣保護澆注。鋼液在鋼錠模內上升時與錠模和大氣接觸(如在電爐出鋼-鋼包、鋼包-錠模等過程),都需要用惰性氣體保護(通常用氬氣),以防止鋼液的二次氧化。
Ⅱ 真空澆注。即將鋼液在真空狀態下澆注,對防止鋼液的二次氧化十分有效。
Ⅲ 控制合理的澆注工藝。模具鋼一般采用下注法,包括合理的澆注溫度、澆注速度。應使鋼液在鋼錠模內平穩上升,避免鋼液翻騰,這不僅對鋼錠表面質量有利,也避免鋼渣卷入鋼液中形成夾渣,影響鋼材的純凈度,甚至報廢。
Ⅳ 選用合理的保護渣。在模具鋼的澆注時,把保護渣放入鋼錠模中,當鋼液與粉末接觸時生成液態渣浮蓋于鋼液表面,使鋼液與大氣和鋼錠模相隔離,從而減少鋼液的氬化。
⑷模具鋼的連鑄。為了在連鑄時減少鋼液中的總夾雜物的總量,必須保證在整個過程中沒有產生夾雜物的來源,也就是消除鋼液的再氧化,避免鋼液與空氣接觸,并使用性能穩定的耐火材料。在連鑄過程中操作的要點是使產生夾雜物的量小于去除的夾雜物的量。鋼包和中間包適度攪拌,鑄模液面的穩定控制,耐火磚套埋入深度的控制,模子維護,注流控制等均是獲得清潔負的必要條件。


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