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CN109112391A(43)申请公布日2019.01.01(21)申请号201710493412.7(22)申请日2017.06.26(71)申请人鞍钢股份有限公司地址114021辽宁省鞍山市铁西区鞍钢厂区内(72)发明人冯丹竹赵坦范刘群李云石峰涛刘浩岩(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/22(2006.01)C22C38/24(2006.01)C21D8/02(2006.01)C21D1/32(2006.01)C21D1/25(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称一种热作模具钢及其制备方法(57)摘要本发明公开一种热作模具钢及其制备方法。钢中含有C：0.45％～0.55％，Cr：5.50％～6.50％，Si：0.85％～1.10％，Mn：0.30％～0.50％，Mo：1.20％～1.50％，V：0.60％～1.00％，P≤0.013％，S≤0.03％，Gd：0.15％～0.25％，La：0.10％～0.15％，Y：0.10％～0.15％，其余为Fe和不可避免的杂质。电炉熔炼，钢坯加热温度为1200～1280℃，保温2～4h，开轧温度1150～1250℃，终轧温度820～950℃，冷速5～10℃/s，终冷温度400～550℃。第一阶段等温退火温度830～880℃；第二阶段等温退火温度730～780℃；淬火温度1050～1150℃，回火温度550～650℃。生产的热作模具钢具有高等向性及抗冲击性。CN109112391ACN109112391A权利要求书1/1页1.一种热作模具钢，其特征在于，钢中化学成分按质量百分比为：C：0.45％～0.55％，Cr：5.50％～6.50％，Si：0.85％～1.10％，Mn：0.30％～0.50％，Mo：1.20％～1.50％，V：0.60％～1.00％，P≤0.013％，S≤0.03％，Gd：0.15％～0.25％，La：0.10％～0.15％，Y：0.10％～0.15％，其余为Fe和不可避免的杂质。2.一种如权利要求1所述的热作模具钢的制备方法，钢板的生产工艺为：包括铁水预处理，电炉冶炼、铸造、热轧、热处理，其特征在于，热轧工艺中，钢坯的加热温度为1200～1280℃，保温2～4h，控制开轧温度为1150～1250℃，终轧温度为820～950℃，轧后进入ACC冷却，冷却速率控制在5～10℃/s，终冷温度为400～550℃；热处理采用等温球化退火和调质处理工艺：(1)等温球化退火：第一阶段等温退火保温温度为830～880℃，保温时间为1～3h；第二阶段等温退火保温温度为730～780℃，保温时间为1～3h；(2)调质工艺：淬火温度为1050～1150℃，保温30～50min，采用油淬，淬火后立即进行回火，回火温度为550～650℃，保温2～4h，每次回火之间均冷却至室温，回火2～3次。2CN109112391A说明书1/6页一种热作模具钢及其制备方法技术领域[0001]本发明属于高合金钢生产领域，特别涉及一种具有高等向性及抗冲击性的热作模具钢材料。背景技术[0002]如今，我国的模具行业迅速发展，在世界范围内中国模具制造比例逐步提高，模具钢的用量也在显著增加。热作模具钢作为模具钢中的重要组成部分，近年来取得较大进展，但其服役条件十分恶劣，合金元素含量较高，组织结构较为复杂，所以对其性能的要求更加苛刻。[0003]目前，常规模具钢应用中存在性能单一，使用寿命较短等问题，为了提高热作模具钢的综合性能，可采用添加稀土元素来改善析出相的组成、分布、形貌，改变碳化物及夹杂物形态、细化晶粒、净化和强化晶界等来提高其性能。[0004]针对热作模具中添加稀土元素来提高性能，国内外研究学者进行大量研发工作并取得一定成果。[0005]邓开国，李长荣，杨远梅在《中国稀土学报》，2016年，第34卷第4期中发表的论文《铈元素对H13模具钢等向性能的研究》中提出了在H13模具钢中添加Ce元素含量0.05％时，H13的等向性能大幅度提高，横纵向力学性能均呈上升趋势，但其硬度显著降低。[0006]陈研在《铸造技术》，2014年，第35卷第4期中发表的论文《稀土元素Gd和Sc对H13模具钢热疲劳性能的影响》中提出了在H13模具钢中添加稀土元素Gd或Sc，尤其是复合添加Gd和Sc有利于促进H13模具钢中碳化物的弥散分布、细化组织，改善了H13模具钢的热疲劳性能，但对其等向性能并没有提高且生产成本高。[0007]CN200410010656.8公开了“新型变质热作模具钢”，钢中加入Ce：0.005％～0.100％和Y：0.005％～0.100％作为复合变质元