一种高性能强韧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CN110885947A(43)申请公布日2020.03.17(21)申请号201811047375.8(22)申请日2018.09.09(71)申请人必隆模具材料科技（南通）有限公司地址226311江苏省南通市通州区锡通科技产业园银杏路15号(72)发明人不公告发明人(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/22(2006.01)C22C38/24(2006.01)C22C38/26(2006.01)C22C33/04(2006.01)C22B9/18(2006.01)C21D8/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种高性能强韧热作模具钢及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种高性能强韧热作模具钢及其制造工艺，所述高性能强韧热作模具钢采用的组成成分及其质量百分比如下：C0.20～0.35%，Si≤0.38%，Mn0.32～0.65%，Cr4.20～4.60%，Mo2.50～3.00%，W0.15～0.25%，V0.35～0.75%，Nb0.03～0.05%，P＜0.01%，S＜0.005%，Fe余量；本发明模具钢的制造过程如下：电弧炉熔炼、浇涛，电渣重熔，然后采用二镦二拔进行锻造加工，最后进行退火、淬火和回火的热处理工艺。本发明的优点在于：本发明热作模具钢质地纯净、组织均匀，室温抗拉强度大于1860MPa，具有优良的高温强度、红硬性、冲击韧性和抗回火（热疲劳）性能。CN110885947ACN110885947A权利要求书1/1页1.一种高性能强韧热作模具钢，其特征在于：所述热作模具钢采用的组成成分及其质量百分比如下：C0.20～0.35%，Si≤0.38%，Mn0.32～0.65%，Cr4.20～4.60%，Mo2.50%～3.00%，W0.15～0.25%，V0.35～0.75%，Nb0.03～0.05%，P＜0.01%，S＜0.005%，Fe余量。2.根据权利要求1所述的高性能强韧热作模具钢，其特征在于：所述高性能强韧热作模具钢采用的组成成分及其最佳质量百分比如下：C0.25%，Si0.30%，Mn0.55%，Cr4.40%，Mo2.80%，W0.20%，V0.50%，Nb0.04%，P≤0.009%，S≤0.003%，Fe余量。3.根据权利要求1所述的高性能强韧热作模具钢的制备方法，其特征在于采用以下步骤：（1）采用电弧炉熔炼，在1540～1600℃下冶炼1～2小时，然后浇铸成电极棒并空冷；（2）电渣重熔：采用六元渣系，在氩气保护气氛下电渣重熔，电渣重熔过程分阶段控制冶炼电流和电压，控制范围：电压60～80V、电流7000～10000A；（3）锻造：采用二镦二拔变形工艺；锻造结束后，钢件空冷至600～650℃后放入保温炉缓冷，缓冷时间在不少于60h，出炉温度≤100℃；（4）热处理：工艺过程为退火、淬火、回火。4.根据权利要求3所述高性能强韧热作模具钢的制备方法，其特征在于步骤（1）所述熔炼过程包括氧化脱碳和脱磷。5.根据权利要求3所述高性能强韧热作模具钢的制备方法，其特征在于步骤（2）所述六元渣系成分的重量配比为：46～55％CaF2，8～12％CaO，17～23％Al2O3，6～10％MgO，6～10％SiO2，2～6％FeO。6.根据权利要求3所述高性能强韧热作模具钢的制备方法，其特征在于步骤（3）：采用二镦二拔变形工艺，塑性变形量控制在30～40%/次。7.根据权利要求3所述高性能强韧热作模具钢的制备方法，其特征在于步骤（4）所述淬火为真空气淬。2CN110885947A说明书1/3页一种高性能强韧热作模具钢及其制备方法技术领域[0001]本发明属于合金工具钢技术领域，涉及一种热作模具钢，特别涉及一种压铸模用高性能强韧热作模具钢及其制备方法。背景技术[0002]随着我国的汽车行业、轨道交通、航空航天、工程机械等行业快速发展，模具用钢量需求很大，尤其是热成形类的高端模具钢。由于热作模具工况条件非常恶劣，承受各种应力及金属熔液对模具工作表面的溶蚀，在工作中反复发生炽热金属的加热和冷却介质(水、油、空气)冷却的热循环交替过程，极易产生热疲劳、龟裂、熔蚀等。因此要求模具材料具有高的热强度、高温硬度、冲击韧性、淬透性、好的热稳定性和抗冷热疲劳性能等。[0003]热作模具钢是在较高温度下（一般高于500℃）使用的模具用钢，其中起到高温热强性和热稳定性的合金元素通常是Cr、Mo、V等合金元素，因此目前的一些研究工作主要是对这些合金元素的调整。业内H13和3Cr2W8V是使用最广泛的两种热作模具钢，但由于H13钢作为中耐热型热作模具钢，其工作温度不宜超过