本发明属于马氏体塑料模具钢制备，具体涉及高氮塑料模具钢及其制备方法。
背景技术：
1、高氮马氏体塑料模具钢具有优异的耐腐蚀性能、抛光性能、较高的强度和耐磨性，适宜制造承受高负荷、高耐磨及在腐蚀介质作用下的塑料模具以及透明塑料制品模具等。但随着制品逐渐向大型化的发展，模具向大型化发展是必然的趋势，而大模块产品钢锭冶金质量始终难以稳定，并且由于加工工艺、热处理工艺不当等因素，产品的质量波动较大，往往存在比较严重的疏松、一次碳化物残留、偏析和夹杂等缺陷。其中，因偏析引起的带状组织对钢的力学性能、耐蚀性能和抛光性能等都有不利影响，同时生产过程中也容易出现热处理开裂、残余应力较高影响后续加工等问题。其中，氧化物夹杂容易成为通道偏析形核点，因此需要合适的脱氧方法降低全氧含量，对钢锭的偏析质量起到有效控制效果。
技术实现思路
1、为了解决现有大型模铸钢锭偏析严重、锻造成材率低，组织均匀性差导致硬度不均匀的问题，本发明提供一种高氮塑料模具钢及其制备方法。
2、为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
3、第一方面，本发明提供高氮塑料模具钢，其化学成分按质量百分比计，包括：c：0.25～0.40％；n：0.1～0.30％；cr：15～18％；ni：1～3％；mo：1.0～2.5％；mn：1～4％；si＜0.2％；al＜0.01％；余量为fe及不可避免的杂质。
4、第二方面，本发明提供上述高氮塑料模具钢的制备方法，包括以下步骤：
5、s1、按高氮塑料模具钢的成分以电弧炉+lf+vod工艺，熔炼浇注后，退火保温、冷却，获得精炼后的电极棒；
6、s2、将精炼后的电极棒表面滚磨处理后进行电极棒脱氧、均质化重熔；
7、s3、重熔后进行电渣热封顶；
8、s4、将封顶后的电渣锭脱模后退火保温，冷却至室温，然后再次加热后轧制；
9、s5、将轧制的圆钢进行球化退火、淬火、回火后，即得成品。
10、其中，步骤s1中，所述浇注温度1520～1570℃，浇注速度阶段性降低，浇注电极棒高度的每1/3，控制时间占比为2:3:5，1200≤浇注总时间≤2000s。
11、其中，步骤s1中，退火温度660～760℃，保温时间10h～16h。
12、其中，步骤s2中，重熔中的渣料包括：caf2：a12o3质量比为7:3的预熔渣渣系。
13、进一步地，渣料经过700～800℃，≥6h烘烤后使用。
14、其中，步骤s2中，重熔条件包括：送电前电渣炉先充10～20min氮气，氮气的流量为20～50l/min；压摆范围为4.0～1.0v；熔速比控制锭身与冒口充填时间，熔速为5～8kg/min；充填时间50～100min；炉冷时间为100～160min。
15、其中，步骤s2中，重熔时，当3≤mn≤4％时，固氮压力为3.5～4.5bar；当1≤mn＜3％时，固氮压力为4.5～6bar。
16、其中，步骤s2中，脱氧采用两种中间脱氧合金处理，一次脱氧合金按重量百分比包括以下成分：si：15～25％、mg：10～20％、余量为fe。
17、二次脱氧采用含稀土类的脱氧合金，按重量百分比包括以下成分：la：10～20％、y：10～20％、余量为fe。
18、进一步地，所述中间脱氧合金粒度＜6mm，并在150～300℃烘烤2h以上。
19、其中，步骤s3中，重熔过程中预熔渣上浮对上部持续保温，重熔后以母合金为自耗电极插入预熔渣中进行熔化，加热保温的同时，电极熔化的金属作为向钢锭传热的热源对钢锭的收缩进行二次充填，自耗电极熔速为3～5kg/min。
20、其中，步骤s4中，退火温度760～860℃，保温时间16～24h。
21、其中，步骤s4中，钢锭经过三段式加热至1220～1270℃，保温20～30h后出炉轧制。
22、进一步地，第一段由室温升温至350～550℃，升温速率30～50℃/h，保温4～8h；第二段保温温度850～1050℃，升温速率30～50℃/h，保温10～18h；第三段保温温度1220～1270℃，升温速率10～30℃/h，保温20～30h。
23、其中，步骤s4中，加热的钢锭通过1350mm开坯机+6～8机架短应力线孔型连轧机一火轧制成材，通过一火次连续变形制备成圆钢。
24、其中，步骤s5中，所述球化退火是以20～30℃/h加热至球化退火温度760～870℃，保温16～24h，以20～30℃/h冷至≤400℃出炉空冷。
25、其中，步骤s5中，淬火温度以30～50℃/h加热至870～920℃保温6～10h后以20～30℃/h加热至淬火温度1060～1160℃，保温10～18h放入水中冷却。
26、进一步地，冷却方式为：入水300～600s，出水500～800s；入水800～1200s，出水500～800s；入水1200s，出水冷却至室温。
27、其中，步骤s5中，回火温度600～650℃，回火保温时间6～10h。
28、有益效果：本发明通过优化的电渣重熔渣系和电渣重熔充填方法，成功改善钢锭凝固质量，避免通道偏析和冒口端缺陷问题，提高了高氮塑料模具钢质量。并通过1350mm大压下开坯机配合6～8机架短应力线孔型轧机一火次连续成型，制备得到特定规格的大截面圆钢，成材率＞93％，且具有很好的探伤合格率；还通过优化热处理方法(球化退火→淬火→回火)和参数制备得到由马氏体+碳化物组成的均匀组织，保证了硬度波动＜3hrc，得到抛光性良好的高品质塑料模具钢。
1.高氮塑料模具钢，其特征在于：化学成分按质量百分比计，包括：c：0.25～0.40％；n：0.1～0.30％；cr：15～18％；ni：1～3％；mo：1.0～2.5％；mn：1～4％；si＜0.2％；al＜0.01％；余量为fe及不可避免的杂质。
2.权利要求1所述的高氮塑料模具钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的高氮塑料模具钢的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述浇注温度1520～1570℃；浇注速度阶段性降低，浇注电极棒高度的每1/3，控制时间占比为2:3:5，1200≤浇注总时间≤2000s；退火温度660～760℃，保温时间10h～16h。
4.根据权利要求2所述的高氮塑料模具钢的制备方法，其特征在于：步骤s2中，满足以下至少一项：
5.根据权利要求2所述的高氮塑料模具钢的制备方法，其特征在于：步骤s2中，
6.根据权利要求2所述的高氮塑料模具钢的制备方法，其特征在于：步骤s3中，重熔过程中预熔渣上浮对上部持续保温，重熔后以母合金为自耗电极插入预熔渣中进行熔化，加热保温的同时，电极熔化的金属作为向钢锭传热的热源对钢锭的收缩进行二次充填，自耗电极熔速为3～5kg/min。
7.根据权利要求2所述的高氮塑料模具钢的制备方法，其特征在于：步骤s4中，退火温度760～860℃，保温时间16～24h。
8.根据权利要求2所述的高氮塑料模具钢的制备方法，其特征在于：步骤s4中，钢锭经过三段式加热至1220～1270℃，保温20～30h后出炉轧制；进一步地，第一段由室温升温至350～550℃，升温速率30～50℃/h，保温4～8h；第二段保温温度850～1050℃，升温速率30～50℃/h，保温10～18h；第三段保温温度1220～1270℃，升温速率10～30℃/h，保温20～30h。
9.根据权利要求2所述的高氮塑料模具钢的制备方法，其特征在于：步骤s4中，加热的钢锭通过1350mm开坯机+6～8机架短应力线孔型连轧机一火轧制成材，通过一火次连续变形制备成圆钢。
10.根据权利要求2所述的高氮塑料模具钢的制备方法，其特征在于：步骤s5中，
