[發(fā)明專利]高韌性高耐磨冷作模具鋼及其加工工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210503587.9
• 申請日: 2012-12-01
• 公開（公告）號: CN103014495A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 王元軍
• 申請（專利權）人: 滁州市成業(yè)機械制造有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C22C33/06;C21D8/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

????本發(fā)明涉及一種高韌性高耐磨冷作模具鋼及其加工工藝，屬于合金鋼制造工藝技術領域。

背景技術

????冷作模具鋼主要用于使金屬在冷狀態(tài)下變形的冷作模具。如：冷沖裁模、冷沖壓模、冷拉深模、壓印模、冷擠壓模、螺紋壓制模、粉末壓制模、冷鐓模、冷擠壓模、壓彎模及拉絲模等。目前我國常用的冷作模具鋼仍是高碳高鉻模具鋼?Cr12MoV，D2?等。Cr12MoV，D2雖然有較高的硬度和耐磨性，但其碳化物偏析嚴重，易導致方向性變形和強韌性降低，如果碳化物偏析過于嚴重易造成模具熱處理后斷裂。為了提高這類鋼的強韌性，除了在工藝上進行改進外，還需開發(fā)一些新的冷作模具鋼冷作模具鋼。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種高韌性高耐磨冷作模具鋼及其加工工藝，以改善碳化物偏析，提高鋼的強韌性和耐磨性。

本發(fā)明的技術方案如下：

????高韌性高耐磨冷作模具鋼中各化學組分的重量百分比為：C?0.9-1.1%、Si?0.8-1.2%、Mn?0.2-0.5%、Cr?7.5-9.0%、Mo?1.7-2.2%、V?0.15-0.3%、Ti?0.05-0.10%、Ce?0.03-0.05%、La?0.015-0.030%、P≤0.025%、S≤0.015%，余量為鐵和雜質。

????高韌性高耐磨冷作模具鋼的加工工藝，包括如下步驟：

????（1）熔煉：煉鋼原料選擇含碳量小于0.4%的廢鋼，將廢鋼加入真空感應熔爐內進行熔煉，熔煉溫度為1520-1550℃，廢鋼熔化至1/3時，放入鉻、鉬合金熔化，在鋼水出爐15-20min前，投入錳、硅、釩等合金，然后投入0.2-0.3%的脫氧劑，凈化鋼水的純凈度；

????（2）鋼水鑄造成型鋼錠：將鋼錠模預熱至280-320℃，注入鋼水，澆注溫度為1480?-1540℃保溫40-50min后脫模保溫緩冷，48小時后出爐；

????（3）電渣重熔:將鋼錠作為自耗電極放入電渣重熔裝置中進行二次精煉，降低氣體和夾雜物的含量，獲得成分均勻、組織致密、質量高鋼錠；

????（4）退火處理：將電渣重熔后的鋼錠加熱至850-880℃，保溫4-5小時，然后以20-30℃/小爐冷至520-560℃，出爐空冷，清理表面缺陷；

????（5）鍛造：將鋼錠加熱至?1150-1250℃進行鍛造，終鍛溫度950-970℃，鍛造比3-4:1，得到鋼鍛件；

????（6）退火處理：先以60-80℃/小時的升溫速度將鍛件加熱至870-920℃，保溫4-5小時，以20-30℃/小爐冷至710-740℃，保溫2-4小時，再以30-40℃/小時冷卻至450-480℃，出爐空冷；

????（7）淬火回火：采用高淬高回的熱處理方式，即1060-1080℃淬火，520-540℃兩次回火，每次回火2h；

????（8）噴丸、拋光處理：淬火回火后，進行噴丸處理可以形成表面壓應力層，改變淬火回火處理后的表面拉應力狀態(tài)，進行模具拋光處理，可消除模具表面缺陷而提高模具壽命。

所述步驟（1）中脫氧劑為純鋁。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明采用稀土元素Ce、La進行變質處理，可以改善冷作模具鋼凝固過程中碳化物的偏析，有利于冷作模具鋼性能的提高。本發(fā)明采用了合理的熱處理工藝，合適的退火處理以及采用高淬高回的方式，使模具鋼的硬度性能和耐沖擊性能都有顯著提高。本發(fā)明的高韌性高耐磨冷作模具鋼與現(xiàn)有的冷作模具鋼相比，具有更高的耐磨性、強韌性以及抗回火穩(wěn)定性。由于本發(fā)明冷作模具鋼綜合性能俱佳，可適用制作的模具范圍廣，可代替Cr12MoV，D2?類鋼模具提高其韌性和耐磨性，使其壽命大大提高，降低生產使用成本，減少或避免在大沖擊載荷、工作速度高、高精度長壽命等特殊環(huán)境下使用模具尋在的不耐磨、韌性差崩刃、斷裂等問題。

具體實施方式：

????高韌性高耐磨冷作模具鋼中各化學組分的重量百分比為：C?0.9-1.1%、Si?0.8-1.2%、Mn?0.2-0.5%、Cr?7.5-9.0%、Mo?1.7-2.2%、V?0.15-0.3%、Ti?0.05-0.10%、Ce?0.03-0.05%、La?0.015-0.030%、P≤0.025%、S≤0.015%，余量為鐵和雜質。

?????高韌性高耐磨冷作模具鋼的加工工藝，包括如下步驟：