一种高韧性、高热稳定性模具钢及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114645200A(43)申请公布日2022.06.21(21)申请号202210236660.4C22C38/42(2006.01)(22)申请日2022.03.11C22C38/44(2006.01)C22C38/46(2006.01)(71)申请人珠海市龙圣模具材料有限公司C23C24/10(2006.01)地址519000广东省珠海市南屏科技工业C21D1/00(2006.01)园屏西七路6号厂房(一)A区C21D1/32(2006.01)(72)发明人龙志慧张晓C21D6/00(2006.01)(74)专利代理机构北京华际知识产权代理有限C21D8/00(2006.01)公司11676C22C33/06(2006.01)专利代理师吕青霜(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/20(2006.01)C22C38/22(2006.01)C22C38/24(2006.01)权利要求书2页说明书10页(54)发明名称一种高韧性、高热稳定性模具钢及其制备方法(57)摘要本发明提供一种高韧性、高热稳定性模具钢及其制备方法，通过对模具钢成分组成及工艺的限定，达到改质夹杂物、减小夹杂物尺寸、细化铸态组织的效果，制备了一种韧性好、热稳定好、耐磨性好的模具钢，使模具钢在超过600℃的工作环境中依旧保持高韧性和优秀的抗热疲劳性，大幅延长模具钢的使用寿命；选用非真空感应炉+LF炉精炼+VD脱气制备得到低氧的模具钢本体，在制备模具钢本体时，通过限定钒、铈、钇的含量，在低氧的模具钢中，用铈消除钇生成的夹杂物尺寸过大产生的影响，来显著提高模具钢的冲击韧性；用碳化钨粉末与(Co34Fe8Cr29Ni8B14)100‑xSix粉末对模具钢本体表面进行激光熔覆，来大幅提高模具钢的热稳定性和耐磨性。CN114645200ACN114645200A权利要求书1/2页1.一种高韧性、高热稳定性模具钢，其特征在于，所述模具钢包括模具钢本体及模具钢本体表面的合金复合层，所述合金复合层是采用激光熔覆对模具钢本体进行表面改性得到；按照百分比计，所述模具钢本体的组分为：C0.33％‑0.38％、Si0.88％‑1.12％、Mn0.25％‑0.45％、S≤0.010％、P≤0.010％、Cr4.85％‑5.20％、Mo1.10％‑1.75％、V0.50％‑0.60％、Ce0.025％‑0.038％、Y0.082％‑0.095％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％，其余为Fe，且残余气体含量为：H≤2.0ppm、O6‑9ppm。2.根据权利要求1所述的一种高韧性、高热稳定性模具钢，其特征在于，模具钢本体的组分存在以下限定：Y+Ce＝0.12％。3.根据权利要求1所述的一种高韧性、高热稳定性模具钢，其特征在于，合金复合层为碳化钨粉末与(Co34Fe8Cr29Ni8B14)100‑xSix粉末按照质量比为8‑10％复配得到。4.根据权利要求3所述的一种高韧性、高热稳定性模具钢，其特征在于，(Co34Fe8Cr29Ni8B14)100‑xSix中x为6‑9。5.根据权利要求1‑4任一项所述的一种高韧性、高热稳定性模具钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：按照组分配比称取炉料，将炉料在非真空感应炉中进行熔炼，进行氧化扒渣，扒渣后转入LF炉精炼；S2：在LF炉中加入白灰和萤石，在LF炉造渣和脱氧稳定后，加入硅铁进行合金化，LF炉到位按Al0.2％计算喂入Al线进行沉淀脱氧；S3：钢包精炼炉座包加热，调整钢包渣系成分，保证精炼炉渣中CaO与CaF2的质量之和与炉渣的质量比为65‑70％；S4：转入VD炉进行真空精炼，真空处理前，采用流量300‑400NL/min的氩气进行搅拌，真空保压的同时包底吹氩搅拌，氩气流量150‑200NL/min，确保残余气体H≤2.0ppm，脱气结束后取样分析，合格后采用底吹氩气的方式对钢液进行软吹，时间为15‑20min，采用下注法浇铸得到钢锭；S5：将得到的钢锭进行锻造，初锻温度为1120‑1140℃，终锻温度为890‑910℃，冷却至250‑350℃得到锻态合金，锻造比为5；S6：锻态合金进行细化处理和球化退火，得到模具钢本体；S7：采用激光熔覆对模具钢本体进行改性，在模具钢本体上形成合金复合层，得到一种高韧性、高热稳定性模具钢。6.根据权利要求5所述的一种高韧性、高热稳定性模具钢的制备方法，其特征在于，步骤S1中熔炼温度为1670℃‑1700℃。7.根据权利要求5所述的一种高韧性、高热稳定性模具钢的制备方法，其特征在于，步骤S4中真空保压压力为67Pa，时间为10‑15min。8.根据权利要求5所述的一种高韧