模具鋼電渣重熔的作用幾乎所有行業(yè)內(nèi)人士都清楚，是利用電流通過熔渣時產(chǎn)生的電阻熱作為熱源進行熔煉的方法。其目的是提高金屬純度，改善鑄錠結(jié)晶。而電渣重熔的工藝究竟有哪些需要注意的地方，什么類型的模具鋼需要進行電渣，什么類型的模具鋼沒有很大必要進行電渣呢？今天東锜模具鋼就為大家介紹下電渣工藝的基本知識。
一、原理
電渣重熔是金屬及其合金的一種特殊的冶煉方法，雖然電渣冶金可劃分出多種技術(shù)方法和應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，但其基本和核心的技術(shù)是電渣重熔(Electroslag Remelting，簡稱ESR)。
電渣重熔的基本原理是：在銅制水冷結(jié)晶器中加入固態(tài)或液態(tài)的爐渣，將自耗電極的端部插入其中。當自耗電極、爐渣和底水箱通過短網(wǎng)與變壓器形成供電回路時，有電流從變壓器輸出通過液態(tài)熔渣。由于在上述供電回路中熔渣的電阻相對較大，占據(jù)了變壓器二次電壓的大部分壓降低，從而在渣池在產(chǎn)生大量的熱，使其處于高溫的熔融狀態(tài)，由于渣池的溫度遠大于金屬的熔點，從而使自耗電極的端部逐漸加熱熔化，熔化的金屬匯聚成液滴，在重力的作用下金屬熔滴從電極的端頭脫落，穿過渣池進入金屬熔池，由于水冷結(jié)晶器的強制冷卻，液態(tài)金屬逐漸形成鋼錠。
二、電渣重熔的特點
電渣重熔的產(chǎn)品品種多，應(yīng)用范圍廣。其鋼種有：碳素鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、軸承鋼、模具鋼、高速鋼、不銹鋼、耐熱鋼、超高強度鋼、高溫合金、精密合金、耐蝕合金、電熱合金等400多個鋼種。此外，可用電渣法直接熔鑄異形鑄件，可以鑄代鍛，簡化生產(chǎn)工序，提高金屬的利用率。
其主要目的是提純金屬并獲得潔凈組織均勻致密的鋼錠。經(jīng)電渣重熔的鋼，純度高、含硫低、非金屬夾雜物少、鋼錠表面光滑、潔凈均勻致密、金相組織和化學成分均勻。電渣鋼的鑄態(tài)機械性能可達到或超過同鋼種鍛件的指標。電渣鋼錠的質(zhì)量取決于合理的電渣重熔工藝和保證電渣工藝的設(shè)備條件。
電渣熔鑄工藝從根本上解決了一般鑄造工藝的主要矛盾，它綜合了電渣重溶-獲得高冶金質(zhì)量的金屬和鑄造-澆鑄異型零件精化毛坯的長處，并具有與普通冶煉的變形金屬相近的致密組織以及無各向異性的特點。與普通鍛件相比，電渣熔鑄件的各項性能指標完全達到同鋼種的變型金屬指標，甚至還避免了鍛件的一些不足之處。
三、電渣重熔工藝的要素
由于電渣重熔的獨特的優(yōu)勢，近些年來，在合金模具鋼的生產(chǎn)中大量被應(yīng)用。但在其生產(chǎn)工藝方面，應(yīng)注意以下幾個方面：
①電力制度
重熔時的電流大小的變化將影響熔化速度和電力消耗，也直接影響鋼錠的結(jié)晶狀態(tài)。這三個因素是相互關(guān)聯(lián)的，如增大充填比后，為避免熔速過快，使熔池過深而影響冶金質(zhì)量，就應(yīng)降低輸入功率。但為保證穩(wěn)定的熔煉過程，一般均采用較低的工作電壓。正確地選用電力制度十分重要。
②渣系及渣量
爐渣在電渣冶金中十分重要，爐渣不但能起到發(fā)熱劑的作用和精煉作用，而且是在電極熔化末端，熔滴形成和下落，在渣池與金屬熔池界面上，熔渣與金屬液之間要發(fā)生一系列的物理化學反應(yīng)，如脫硫、去氣和吸收非金屬夾雜物，鋼中的活潑元素的氧化或某些氧化物的還原等反應(yīng)，從而對鋼的純凈度和化學成分的控制產(chǎn)生重要的影響。在模具鋼的冶煉中大部分的品種采用二元系，即CaF2-Al2O3系，這也是電渣重熔常用的渣系，一般比例為70%/30%。也有用CaF2-Al2O3-CaO三元渣系和CaF2-Al2O3-CaO-MgO四元渣系的。
渣的用量一般視錠重而定。
③充填比
所謂的充填比是指電極截面積的大小和結(jié)晶器截面積之比。充填比與電渣熔煉時的熔池的大小，深度和形狀等有很大的關(guān)系，從而影響電渣鋼的質(zhì)量。加大充填比會降低電耗，加深熔池的深度，但過大會帶事操作的不便
四、電渣對模具鋼的作用
電渣重熔后，模具鋼的組織和性能有顯著提高，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
1、改善鋼的低倍組織。在電渣重熔時，由于鋼液的快速凝固，其結(jié)晶的方向發(fā)生了變化，比普通的模鑄鋼錠相比有明顯的改善。重熔時樹枝狀晶的晶間距離縮小了，如H13(4Cr5MoSiV1)鋼材的中心部分檢查發(fā)現(xiàn)，模鑄鋼錠為750μm，而電渣錠生產(chǎn)時為490μm，細化的枝晶有利于組織和成分的均勻化。
2、降低鋼中的非金屬夾雜物的含量。經(jīng)電渣重熔后，鋼中的非金屬夾雜物的含量顯著降低，尤其是硫化物夾雜在形態(tài)和數(shù)量上都有明顯的變化和減少，硅酸鹽夾雜也大量被去除，氧化物多為Al2O3，但數(shù)量也明顯減少。日本JIS標準的SKD61（相當于GB的4Cr5MoSiV1），有不同的冶煉方法生產(chǎn)的鋼材的病例雜物水平，通過電渣重熔后鋼的純潔度明顯提高。
以上就是小編為大家總結(jié)的模具鋼電渣重熔工藝知識，更多模具鋼咨詢歡迎閱讀《塑料模具鋼部件熱處理工藝介紹》。
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