一种耐高温和高韧性的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CN111057950A(43)申请公布日2020.04.24(21)申请号201911375084.6(22)申请日2019.12.27(71)申请人潘少俊地址210000江苏省南京市江宁区禄口街道航金大道88号(72)发明人潘少俊(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/44(2006.01)C22C38/46(2006.01)C22C33/04(2006.01)C22B9/18(2006.01)C21D8/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种耐高温和高韧性的热作模具钢及其制备方法(57)摘要本发明涉及特钢锻件技术领域，尤其涉及一种耐高温和高韧性的热作模具钢及其制备方法，包括热作模具钢由如下重量百分比的成分组成：C:0.38～0.40％；Si：0.25～0.40％；Mn：0.45～0.55％；Cr：4.75～5.3％；Mo:1.7～1.9％；V：0.60～0.80％；Ni：0.30～0.50％；S≤0.002％；P≤0.0015％；Fe余量；制备过程如下：电弧炉熔炼、炉外精炼、浇铸、气氛保护电渣重熔、锻造、淬火油冷处理、球化退火处理，本发明中优化了热作模具钢的原料配占比，将Si、V、Mo以及Ni等元素的含量限制在精准的调控范围内，可以确保对应Si、V、Mo以及Ni等元素的加入量准确，以避免模具钢出现各个性能无法兼容的问题，选取范围内含量的数值可以直接制作出高性能的热作模具钢，成品率显著提升。CN111057950ACN111057950A权利要求书1/1页1.一种耐高温和高韧性的热作模具钢，其特征在于，所述的热作模具钢由如下重量百分比的成分组成：C:0.38～0.40％；Si：0.25～0.40％；Mn：0.45～0.55％；Cr：4.75～5.3％；Mo:1.7～1.9％；V：0.60～0.80％；Ni：0.30～0.50％；S≤0.002％；P≤0.0015％；Fe余量。2.一种如权利要求书1所述的耐高温和高韧性的热作模具钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、确定化学成分：热作模具钢坯的化学成分按重量百分比计为：C:0.38～0.40％；Si：0.25～0.40％；Mn：0.45～0.55％；Cr：4.75～5.3％；Mo:1.7～1.9％；V：0.60～0.80％；Ni：0.30～0.50％；S≤0.002％；P≤0.0015％；Fe余量；S2、电弧炉熔炼：将S1步骤中所述成分组成的热作模具钢坯料放入电弧炉中加温至1500℃以上并熔炼成钢水；S3、炉外精炼：将步骤S2中所制得的钢水倒入过滤包钢精炼炉中，去除磷、硫等非金属类杂质得到高纯度钢水；S4、浇铸：取步骤S3中所得高纯度钢水浇铸至热作模具钢铸造模具内，自然冷却后得到钢坯；S5、气氛保护电渣重熔：将S4步骤中所得钢坯在气体保护下进行电渣重熔，获取高纯净度的钢锭；S6、锻造：将电渣重熔后的钢锭加热进行锻造，得锻件，随后对锻件进行高温扩散；S7、淬火油冷处理：将高温扩散处理后的锻件升温至500-650℃，保温3-5小时；二次升温至800-850℃，保温3-4小时；然后三次升温至1000-1100℃，保温20-30小时；最后吊入油池冷却至600-650℃，保温7-9小时；S8球化退火处理：将淬火油冷处理后的锻件升温至800-900℃，保温23-27小时；二次降温至720-780℃，保温32-37小时；然后三次降温至600-650℃，保温最后降温至180℃以下，出炉空冷至常温得热作模具钢成品。3.根据权利要求2所述的一种耐高温和高韧性的热作模具钢的制备方法，其特征在于，所述S6步骤中锻件高温扩散的温度为1050℃，持续时间为6h，晶粒度＞8.5。4.根据权利要求2所述的一种耐高温和高韧性的热作模具钢的制备方法，其特征在于，所述S6步骤中钢锭加热的温度为1100～1150℃。5.根据权利要求2所述的一种耐高温和高韧性的热作模具钢的制备方法，其特征在于，所述步骤S6中锻造的始锻温度为1020-1050℃、终锻温度为810-840℃，总锻造比≥8。2CN111057950A说明书1/5页一种耐高温和高韧性的热作模具钢及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及特钢锻件技技术领域，尤其涉及一种耐高温和高韧性的热作模具钢及其制备方法。背景技术[0002]热作模具钢主要是指对金属进行热变形加工的模具用的合金工具钢，如热锻模、热挤压模、压铸模、热镦模等。由于热作模具长时间处于高温高压条件下工作，因此，要求模具材料具有高的强度、硬度及热稳定性，特别是应有高热强性、热疲劳性、韧性等性能。模具加工成型具有生产效率高、质