一种热作模具钢及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113528971A(43)申请公布日2021.10.22(21)申请号202110823950.4C21D8/00(2006.01)(22)申请日2021.07.21C22C33/04(2006.01)(71)申请人攀钢集团江油长城特殊钢有限公司地址621700四川省绵阳市江油市江东路(72)发明人张璨谢珍勇刘迎骥蔡武胡峰荣任金桥唐佳丽屈小科吴欣容王建(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人纪志超(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/22(2006.01)C22C38/24(2006.01)权利要求书1页说明书13页附图2页(54)发明名称一种热作模具钢及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种热作模具钢的制备方法，包括：将合金原料进行EBT电炉熔炼、LF精炼和VD精炼，得到合金液；将所述合金液进行模铸，得到铸件；将所述铸件进行电渣重熔、一次退火、锻造和二次退火，得到热作模具钢。本发明通过采用“电炉+LF+VD+电渣重熔”冶炼PGH13电极棒，从钢材组织控制和热处理关键技术角度解决压铸模具钢的组织均匀性、组织精细化问题；同时结合压铸模具钢服役性能评价及失效行为研究提出高端压铸模具钢稳定化生产的关键工艺，最终使高端的热作模具钢工艺成熟、质量稳定、合格率高废品少、成材率稳定在较高水平。本发明还提供了一种热作模具钢。CN113528971ACN113528971A权利要求书1/1页1.一种热作模具钢的制备方法，包括：将合金原料进行EBT电炉熔炼、LF精炼和VD精炼，得到合金液；将所述合金液进行模铸，得到铸件；将所述铸件进行电渣重熔、一次退火、锻造和二次退火，得到热作模具钢。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述EBT电炉熔炼的出钢温度≥1680℃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述LF精炼过程中的入炉温度为1540～1580℃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述LF精炼过程中出钢后除渣至渣厚为60～100mm。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述VD精炼过程中极限真空度≤67Pa。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浇注过程中的浇注温度为1530～1540℃。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电渣重熔过程中的渣系包括CaF2和Al2O3。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一次退火的温度为850～870℃；所述二次退火的温度为850～870℃。9.一种权利要求1所述的方法制备得到的热作模具钢。10.根据权利要求9所述的热作模具钢，其特征在于，所述热作模具钢的成分为：0.34～0.39wt％的C；0.8～1.1wt％的Si；0.2～0.5wt％的Mn；≤0.012wt％的P；≤0.002wt％的S；5～5.5wt％的Cr；1.4～1.56wt％的Mo；0.9～1.1wt％的V；余量为Fe。2CN113528971A说明书1/13页一种热作模具钢及其制备方法技术领域[0001]本发明属于金属材料技术领域，尤其涉及一种热作模具钢及其制备方法。背景技术[0002]根据碳化物形成元素进行分类，H13(4Cr5MoSiV1)钢属于中碳Cr‑Mo‑V钢，其以高的淬透性、淬硬性、强韧性和抗冷热疲劳性能等在国内外广泛应用于各种热作工具。H13钢具有良好的热强性、淬透性和抗热疲劳性，被广泛应用于热锻模、铝合金压铸模和热挤压模等。H13钢通常在600℃以下温度使用，在使用过程中由于冲击载荷和反复的加热与冷却而导致冲击断裂和热疲劳裂纹是造成模具早期失效最主要的原因。因此，提高钢材的冲击韧性和抑制热疲劳裂纹的产生可以提高模具的使用寿命。我国目前仍大量使用进口热作模具钢材料。究其原因，主要是因为国内企业对H13模具在轧制及轧制后处理工艺方面不成熟，产品质量不稳定。随着加工要求的提高、市场竞争的加剧，特殊钢用户提出了控制钢材综合性能稳定的要求。合理的轧制工艺可以优化显微组织、改善带状偏析、提高H13钢冲击韧性、减小热疲劳裂纹产生，是重要的生产环节。因此，开发具有自主知识产权的、优质、高性能的高端压铸模具钢具有十分紧迫的现实意义，具有很好的产业化前景和市场竞争能力，具有显著的经济效益和社会效益。[0003]PGH13钢具有较高的强度、回火稳定性，良好的韧性及抗热疲劳性等优点，是取代H13的优选材料。由于热作模具工作环境处在600℃以上的高温下，不可避免会发生蠕变软化(经过长时间使用后，模具材料自身的基体金属回复转变、碳化物聚集长大，与最初装机使用的状态相比硬度、强度下降，使用性能逐渐恶化)，所以与冷作模具和塑料模具相比，热