摘要： 东北特殊钢大连基地利用本身设备及技术优势，开发出一系列生产工艺，试制出满足北美压铸协会NADCA207优质钢标准要求的ф140-800mm锻造棒材，经过用户鉴定满足使用要求，特别是Ф600-800mm直径的棒材半径二分之一处的球化组织也完全满足该标准的要求，为技术上的一大突破。
关键词： H13；铝挤压用钢；显微组织
Key words： H13；aluminum extrusion mould steel；microstructure
引言
1 国内试制现状
2 试制工艺
2.1 试制工艺路线 转炉+精炼+连铸+电渣+锻造+超细化处理+球化处理。
2.3 连铸坯冶炼控制 冶炼时采用转炉铁水，去除有害元素P、Cu含量，加强控制钢中的脱氧，脱硫，并经过真空处理，去除钢的气体N含量，降低钢中夹杂物水平。完成了连铸上台温度、连铸的拉速、二冷水，电磁搅拌和轻压下工艺的最优配合，减少连铸坯的偏析。
2.4 电渣 分析了不同规格连铸坯质量，选取了小规格连铸坯作为电极坯料，减少了电极坯料的偏析程度，控制合适的充填比、渣系、渣量和溶化速度。东特大连的电渣采用恒溶速，一只电极坯料对一只电渣锭，不存在交换电极问题，因此电渣锭的质量稳定，组织偏析微小，为后期加热扩散控制奠定基础。
2.5 锻造
2.5.1 高温扩散技术的应用 电渣时钢锭的选分结晶结果导致钢材存在带状和一次碳化物，容易造成应力集中，引起模具的早期开裂。采用高温扩散技术能使碳化物分解熔入周围基体中，并减轻带状偏析程度。椐资料介绍[1]，H13钢经高温均匀化，其冲击功均较未扩散处理的试样高1倍以上。生产中我们经过反复试验研究，确定了该钢种的高温扩散工艺，达到了良好效果。
2.5.2 锻造方法的研究 进行了拔长、一次镦拔、多次多向镦拔试验和不同压下变形率配合试验等锻造方法研究，最终确定了镦拔+变形率相结合的生产工艺。钢材经过高温扩散+镦拔渗透变形得锻造工艺，可保证最终组织均匀一致。尤其大于450mm-800mm直径的棒材由于采用东特大连独有的80MN压机进行大压下的镦拔，变形充分，对组织的破碎十分有效。
2.6 超细化及球化处理 在细化处理时根据钢种的特点，结合相图进行控制，既消除网状，细化组织，又防止裂纹。经过精心计算，确定合适加热温度，使碳化物部分溶解，这样保有部分未溶碳化物，利于球化处理[2]。其次对冷却环节进行严格控制，使内部温度尽快返到外部，保持内部温度快速降低。经过各规格的生产试制取得了良好的组织细化效果。关于球化处理，有资料介绍[2]，当原始组织为马氏体或贝氏体时，这样更有利于球状碳化物的形成。对于大规格600-800mm的棒材生产确定了一套特殊的超细化及球化工艺，保证了球化质量。
3 试制结果
3.4 批量生产及用户使用的反馈情况 采用以上高纯度、低偏析的冶金质量控制、高温扩散技术应用、锻后组织细化处理及球化工艺控制，大连基地生产了几百批次，规格以300-800mm直径为主，产出材2000余吨，目前均已经交付用户使用，据用户反馈钢材完全可以满足使用要求。
4 讨论及未来改进方向
对于铝挤压机用钢H13来说主要用于制作挤压机的导流模、模芯、支撑模，不同部位对材料有不同的要求，以往大规格棒材被直接使用的情况不多，常常被改锻后制造模具，但目前对大规格棒材直接作模具的情况越来越多。而钢材的调质后的组织如何直接关系到钢材的使用寿命。我们经过电镜分析，发现通常调质后高寿命的8407表现为较小的解理断口[3]，国内钢材的解理断口略粗。那如何才能形成较小的解理断口呢？认为主要是需要碳化物曾现均匀而且颗粒成球。要想达到如此的球化效果，需要采用以上提到各种工艺的优良配合。
在瑞典8407中一般很少能看到夹杂物，而影响模具寿命的第二原因就是钢中的夹杂物[4]，目前就国内钢材来说，夹杂物普遍达不到8407水平，大连基地的夹杂物也略高于8407。电镜还发现钢中夹杂含有Al、Si、Ca等元素，而且夹杂物颗粒十分细小，在检验中难以发现，却成为断口冲击值低下的原因，因此如何提高国内超纯净钢是提高国内高档次模具钢的关键。另外，钢中的存在的共晶碳化物（主要是V的碳化物）是损害模具寿命的另一大危害。如果这些碳化物在高温扩散阶段没有扩散溶解，那么在后期的调质加热时因为其失去了与Cr共同扩散的机会，单独很难完成扩散[1]，这种碳化物的作用相当于夹杂物，严重降低钢的冲击任性，损害模具寿命。因此目前生产采用的高温扩散是十分必要的。
因此对于国内优质铝挤压模具的发展方向是如何降低钢中夹杂物含量、消除一次碳化物和做好球化组织的精细化工艺研究。
5 结论
5.1 东北特殊钢大连基地采用电渣+高温扩散+多面锻造+超细化处理与球化工艺相结合生产的H13大规格棒材工艺稳定，可以批量供货。经过用户使用完全满足用户使用要求。
5.2 东北特殊钢大连基地生产的直径？准140-800mm的H13棒材，质量达到了国内先进水平和国际水平。尤其600-800mm在半径二分之一处的组织也完全满足该标准要求，为技术上一大突破。
参考文献：
