R&D铝型材挤压机采用钢H13锻材。
引言： 利用自身的设备和技术优势，东北特种钢大连基地开发了一系列生产工艺，开发出符合北美压铸协会NADCA207优质钢标准的钢材。ф通过客户评估，140-800mm锻造棒材满足使用要求，尤其是Ф600-800mm直径棒半经二分之一处的球化机构也完全符合这一标准的要求，为技术提供了很大的提升。
关键字： H13;铝挤压钢；显微组织
前言
由于挤压铝时温度在450-480℃左右，挤压压力在2000MPa以上，因此对所用模具材料的要求非常严格。特别是近年来，铝挤压产品的异形化、大型化和大型挤压机(2.5万吨)的生产对模具材料的质量要求越来越高，规格也很大。特别是近年来，铝挤压产品的异形化、大型化和大型挤压机(25,000吨)的生产对模具材料的质量要求越来越高，规格也很大。为了控制成本，满足一腔多模的需求，一些铝挤压模具厂将扩大生产模具的规格，并给出了NADCA207-2003AS1-AS3、BS1-BS2的质量水平。
1、中国的研发现状
过去国内生产的优质H13棒极限规格为650mm，大型磨具均采用进口或小型锻棒粗锻造，增加了产品成本和周期。通过近一年的技术开发和研究，东北特种钢集团大连基地开发了一种直径为800毫米的高档磨具，采用锻造H13棒材料，通过客户测试完全满足使用要求。特别是600-800mm直径棒球化机构也完全达到了NADCA207AS1-AS3、BS1-BS2的标准，为技术提供了很大的提升。
2、研发工艺
2.1 研究与开发工艺路线 转炉 精练 轧钢 电渣 煅造 超细化解决 球化处理。
2.2 成分控制 根据各种元素对钢材性能的影响，控制C在中限，Si、Mn在中间限制，S≤0.003%，提高纵横性能比，P≤0.015%，Mo、Cr在中间限制，提高冲击和抗疲劳能力，V中低限，操纵钢的韧性和缩松水平。特别是有心将影响模具寿命的Cu原素保持在0.020%以下。
2.3 连铸坯冶炼操纵 采用转炉钢水进行冶炼，去除有害元素P、Cu成分，提高操纵钢中的脱氧、脱硫，并经真空处理，清除钢中的N成分，降低钢中夹杂物的水平。实现轧钢登台温度、轧钢拉速、二凉水、电磁搅拌、轻压工艺的最佳配合，减少连铸坯的缩松。
2.4 电渣 阐述了不同规格的连铸坯质量，选用小规格连铸坯作为电级胚料，降低了电级胚料的收缩松度，操纵了适当的填充比例、渣系统、渣量和融化速率。东特大连的电渣采用恒溶速，一个电级胚料对一个电渣锭没有交换电级问题。因此，电渣锭质量稳定，机构松动细微，为后期加热扩散控制奠定了基础。
2.5 煅造
2.5.1 发展高温传播技术 在电渣过程中，钢锭的选择结晶结果导致钢材存在带状和一次渗碳体，容易引起应力，导致模具初期开裂。采用高温传播技术，可使渗碳体溶解并熔化到周围基材中，减轻带状收缩。材料介绍[1]，H13钢经高温均匀化，其冲击功能比未扩散试件高一倍左右。在生产过程中，大家经过反复的试验研究，明确了钢种的高温扩散工艺，取得了显著成绩。
2.5.2 探索锻造方法 开展了锻造方法的研究，如拉伸、一次拉伸、多向拉拔试验和不同压力下的变形率配合试验，最终确定了拉伸。 结合变形率的生产工艺。钢在高温下蔓延 采用铸造工艺进行拉伸渗透变形，可以保证最终机构的均匀性。特别是450mm-800mm以上的直径棒材，由于采用东特大连特有的80MN压力机，在大压下进行拉拔，变形充分，对组织粉碎非常合理。
2.6 超级优化和球化处理 根据钢种的特点，在优化处理过程中，通过融合图进行控制，既可以清除网状，优化机构，又可以避免裂纹。经仔细计算，明确适宜的加热温度，使渗碳体部分融化，如此享受部分不溶性渗碳体，有利于球化处理[2]。其次，严格控制制冷阶段，使内部温度尽早返回外部，保持内部温度快速下降。通过各种类型的生产研发，取得了良好的“机构优化效果”。关于球化处理，有材料介绍[2]，当最初的机构是奥氏体或贝氏体时，这样更有利于球形渗碳体的建立。对大型600-800mm的棒料生产，确认了一套特殊的超优化和球化工艺，保证了球化质量。
3、研发结论
3.1 成分 钢铁化学成分见表1。值得注意的是，东北特种钢材采用转炉钢水炼铁，所以钢材中的N、Cu成分都很低，Cu成分至少达到0.09%，最大0.12%，平均0.10%，从而降低了模具钢的室温延性；而且使用转炉钢水炼铁可以保证低氮含量在80-130ppm之间，氧含量≤15ppm，显著降度钢中的B类和D类夹杂物。就成分而言，钢的P、S级都达到了中国的先近水平，但是和瑞典8407还是有一定区别的。
3.2 冶金质量水平
低组织、夹杂物水平见表2，可见钢的低组织均匀，夹杂物水平基本在0-0.5级左右。观察成品半经两分之一淬火机构，结果如图1所示。对于500X显微组织来说，800毫米材料的整体珠光体球化效果已经达到了NADCA207-2003热作模具钢淬火组织的合格标准，如图1所示。珠光体渗碳体颗粒与瑞典8407非常均匀。由于机构遗传的影响，中国其他制造商的高质量H13部分地区的粒状珠光体呈区域针状。因此，大连基地生产的800mm孔径棒料机构已完全达到海外300mm直径棒料机构的先进水平，这是东特大连的一大特色。
3.3 钢的横向特性 根据钢的半经二分之一切割棒料7毫米。×10毫米无空缺试件(每次取3个样品)进行横向冲击检测，在防御介质中调节质量，使试件强度达到45。±在WE-100拉伸试验机中进行了2HRC的室温冲击试验，试验结果显示，随着棒材直径的扩大，冲击功降低，以下棒料冲击功在300mm以下超过250-300J，但大型棒料冲击值持续下降，孔径620mm时，冲击值为147J，也高于中国其他优质钢。
3.4 批量生产和用户反馈 大连基地生产了数百个批号，规格以300-800mm孔径为主，产量超过2000吨，采用高纯度、低缩松的冶金质量控制、高温传播关键技术、锻后机构优化处理和球化工艺控制。目前已交付用户，根据用户反馈，钢材完全可以满足使用要求。
4、讨论和未来改进的方向
据表1所知，目前大连生产的H13铝挤压棒成分操作得当[3]，残渣含量低，S、P都能达到中国优质钢的水平，接近瑞典8407的水平，Cu、N原素目前在国内也处于领先地位。从表2可以看出，钢中低倍质量优良，夹杂物含量与瑞典8407基本相同，这些都为高质量的磨具提供了基本的保证。
