一种挤压轮用热作模具钢及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102534391A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102534391A(43)申请公布日2012.07.04(21)申请号201210013581.3(22)申请日2012.01.17(71)申请人武汉科技大学地址430081湖北省武汉市青山区建设一路(72)发明人刘宏玉汪圣锋(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人张火春(51)Int.Cl.C22C38/24(2006.01)C21D1/18(2006.01)C21D1/32(2006.01)C21D8/00(2006.01)B21J5/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书55页页附图附图11页(54)发明名称一种挤压轮用热作模具钢及其制造方法(57)摘要本发明涉及一种挤压轮用热作模具钢及其制造方法。其技术方案是：将废钢或铁水与废钢经电炉冶炼、电渣重熔或真空感应熔炼后进行热锻，然后在700～880℃球化退火；1020～1120℃淬火和530～650℃回火处理，其硬度可达40～52HRC,抗拉强度达1850～1955MPa。该模具钢的化学成分及质量百分含量是：C为0.30～0.50wt%，Si为0.80～1.20wt%，Mn为0.2～0.5wt%，Cr为3.00～5.00wt%，Mo为1.00～1.50wt%，V为0.70～1.20wt%，N为0.005～0.03wt%，P<0.030wt%，S<0.030wt%，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明钢具有成本低廉、热疲劳性能好、热稳定性高和综合性能优良的特点，可用于制作连续挤压成型包覆机挤压轮及其它热作模具。CN1025349ACN102534391A权利要求书1/1页1.一种挤压轮用热作模具钢的制造方法，其特征在于将废钢或铁水与废钢经电炉冶炼，电渣重熔或真空感应熔炼后进行热锻和热处理，即得挤压轮用热作模具钢；所述挤压轮用热作模具钢的化学成分及质量百分含量是：C为0.30～0.50wt%，Si为0.80～1.20wt%，Mn为0.2～0.5wt%，Cr为3.00～5.00wt%，Mo为1.00～1.50wt%，V为0.70～1.20wt%，N为0.005～0.03wt%，P<0.030wt%，S<0.030wt%，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的挤压轮用热作模具钢的制造方法，其特征在于所述热锻的工艺为：将电渣重熔或真空感应熔炼后的钢锭加热至1150～1250℃，均热1.5～2.5h，始锻温度1100～1150℃，终锻温度>900℃，锻造比≥5，自然冷却至室温。3.根据权利要求1所述的挤压轮用热作模具钢的制造方法，其特征在于所述热处理的工艺为：（1）锻坯球化退火：加热温度到700～730℃，保温1～3h，在860～880℃条件下保温1～3h，随炉冷却至500℃以下，出炉自然冷却；（2）淬火及回火：淬火温度为1020～1120℃，保温10～30min；回火温度为530～650℃，二次回火，每次保温1.5～2.5h。4.根据权利要求1～3项中任一项所述的挤压轮用热作模具钢的制造方法所制造的挤压轮用热作模具钢。2CN102534391A说明书1/5页一种挤压轮用热作模具钢及其制造方法技术领域[0001]本发明属于热作模具钢技术领域，涉及一种连续挤压成型包覆机的挤压轮用热作模具钢及其制造方法。背景技术[0002]热作模具在工作中承受很大的压力和冲击载荷，而且冲击频率很高，模具和高温金属接触，还要经受反复的加热和冷却，在时冷时热的状态下，容易使模具的工作表面产生热疲劳裂纹（朱宗元.我国热作模具钢性能数据集(续)[J].机械工程材料,2001,25(8):38-42.）。挤压轮是连续挤压成型包覆机的主要工作部件之一，其工作寿命直接影响到连续挤压的生产成本和生产效率。在其服役过程中，由于时冷时热的工作条件及与被加工材料的强烈挤压与摩擦，很容易造成挤压轮的过早失效。挤压轮一般在室温～590℃循环温度下工作，其主要失效形式是脆性断裂和热疲劳破坏（王颖,樊志新,宋宝韫.TLJ400型连续挤压机挤压轮温度场测定与模拟[J].有色金属加工,2007,36(4):42-45.；王春亮,杨力,陆慧.H13钢铜材挤压轮开裂分析[J].理化检验-物理分册,2009,第45卷增刊:89-92.）。目前一般选择H13钢作为挤压轮用钢，但使用寿命不高。为了提高使用寿命，降低成本，开发新型高性能挤压轮用热作模具钢是最根本的方法。主要有以下几种方法：（1）在H13钢的基础上增加Cr含量。“一种新型铬系热作模具钢及其热处理工艺”（CN101403074）和“—新型变质热作模具钢”（ZL200410010656.8）专利技术，Cr含量增