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模具钢性能要求
一、退火工艺性球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。
二、可锻性具有较低的热锻变形抗力,塑性好,锻造温度范围宽,锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。
三、氧化、脱碳敏感性高温加热时抗氧化怀能好,脱碳速度慢,对加热介质不敏感,产生麻点倾向小。
四、切削加工性切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。
五、淬透性淬火后能获得较深的淬硬层,采用缓和的淬火介质就能淬硬。
六、可磨削性砂轮相对损耗小,无烧伤极限磨削用量大,对砂轮质量及冷却条件不敏感,不易发生磨伤及磨削裂纹。
七、淬硬性淬火后具有均匀而高的表面硬度。
八、淬火变形开裂倾向常规淬火体积变化小,形状翘曲、畸变轻微,异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低,对淬火温度及工件形状不敏感。
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2.1、精炼渣组成
传统的轴承钢精炼渣系主要是以CaO-Al2O3和CaO-SiO2-Al2O3的高碱度精炼渣系为主。由CaO-Al2O3二元相图可知:渣中存在低熔点的化合物12CaO·7Al2O3,可通过调节精炼渣中Al2O3含量降低熔渣的熔点,改善合成渣精炼的动力学条件。SiO2属于酸性氧化物,不利于精炼渣脱硫,但SiO2对熔渣的泡沫化性能有较大的影响。由CaO-Al2O3二元系和CaO-SiO2-Al2O3三元系表面张力图可知,SiO2属表面活性物质,其含量增加可降低表面张力,促进发泡,增加渣膜的弹性和强度。
2.2、生产工艺对渣成分的影响
生产轴承钢GCr15精炼过程采用三元精炼渣系,分别采取LD+LF+CC和LD+LF+VD+CC两种工艺生产。本研究以精炼渣系中的3种主要成分为研究对象,探讨其在精炼过程中的变化规律。图1是不同成渣工艺路线从炼钢出钢到精炼结束过程中渣样成分变化规律。图2是不同成渣工艺路线精炼过程二元碱度的变化规律。
从两种工艺路线来看,成渣的过程基本一致。主要分为两个阶段:
第1阶段从转炉出钢到精炼站之前,转炉冶炼采用高拉补吹操作,终点渣的碱度控制在3~3.5左右。出钢时采用挡渣塞挡渣出钢,出钢过程加入脱氧剂脱氧和合金化,并在炉后加入二元合成渣进行渣洗,以防止回磷。由于二元渣的加入,渣中CaO含量略有增加;转炉吹炼过程中未用含铝氧化物化渣,出钢渣的Al2O3含量不高;炼钢结束用铝镇定,渣中的Al2O3有所增加;利用硅铁锰铁进行合金化,渣中的SiO2含量有所提高。
第2阶段为钢包精炼炉造渣过程,此过程中加入了合成渣、埋弧渣以及渣脱氧剂铝和电石。在此过程中,渣中SiO2和Al2O3的含量会有明显的降低。一方面在精炼过程中加入的脱氧剂铝会将渣中的SiO2还原,钢水会有不同程度的增硅现象;另一方面,主要是精炼过程中加入渣料,稀释了渣中SiO2和Al2O3的浓度。
造渣过程前10min内形成白渣,精炼结束后控制终渣碱度为4.5~5.0。高碱度、流动性好、氧化性低的钢渣,利于钢渣界面反应,最大程度去除钢中的氧,并使钢中氧化物夹杂上浮,被精炼渣所吸收,提高钢水的纯净度。