塑料模具钢大型预硬化模块的研究

20世纪50年代以来，塑料逐步成为重要的工业原材料，并有力推动了相关产业的高速发展。特别是随着家用电器大型化和在汽车上的应用日益增加，用于塑料制品加工的成型模具产值已经跃居模具行业的首位。随着科学技术的不断发展，我国自上世纪80年代至90年代初期开始了塑模钢模块和棒材的技术开发，为塑料模具钢的国产化进程做了大量工作。
　　近10年来，抚顺特殊钢股份有限公司和国内的科研院校共同合作，对涉及大尺寸模块生产的LF+VD炉外精炼、钢锭模设计、氩气保护浇注、大型钢锭高温扩散、锻造工艺，淬火及高温回火等方面的冶金技术进行了系统研究，获得大量生产工艺参数和相关技术专利。
　　一般说来，材料中的点状脆性夹杂和条状硫化物夹杂在抛光过程中容易剥落，使模具表面形成“点蚀”和“橘皮”等缺陷。因此，提高钢材纯净度，减少钢中非金属夹杂物和T[O]、ω[S],是研制高品质塑料模具钢的材料基础。多年来的系统研究结果表明：
　　1）抚顺特钢研制的1.2378钢大型预硬化模块横截面硬度偏差≤3.5HRC，能够满足模具行业对高质量塑料模具钢的需求；
　　2）对于中国特殊钢行业普遍采用的UHP+LF+VD+MC电弧炉炼钢流程而言，LF+VD精炼过程、钢锭模设计和浇注过程保护等方面的工艺参数和过程控制，对材料的纯净度影响最为重要。通过优化LF+VD精炼工艺参数，使LF和VD精炼过程中炉渣碱度分别保持3.5～4.0和3.0～3.5，精炼后能够保证钢中ω[S]控制到0.003%，T[O]≤12×10-6；改进钢锭模设计，将28T钢锭模尾椎形状和入口倒角优化设计后，尾部夹杂废品率由6.81%降低到1.55%；通过控制氩气流量，采取氩气保护浇注等措施，非金属夹杂物≤2.0级。
　　3）通过可减轻成分偏析的高温扩散和用FM法锻造，保证了模块显微组织和致密度满足模具要求。为保证塑料模具钢模块内部质量，拔长时采用的FM锻造法，利用上窄砧和下宽平台拔长时坯料产生的不对称变形，使钢锭心部缺陷较多的部位避开拉应力的破坏作用，从而保证锻造效果。
　　4）采用水-空控时淬火冷却技术进行大型塑料模具钢模块淬火处理获得成功，为热处理技术向安全、环保方向发展做出了有益探索。