[發明專利]鑄造熱鍛模具鋼及其加工工藝

無效

• 申請號: 201210503589.8
• 申請日: 2012-12-01
• 公開（公告）號: CN103014534A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 王元軍
• 申請（專利權）人: 滁州市成業機械制造有限公司
• 主分類號: C22C38/46
• 分類號: C22C38/46;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

????本發明涉及一種鑄造熱鍛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

????熱鍛模具鋼大多采用原鍛造模具鋼的化學成分，如?5CrNiMo、5CrMnMo、H13?等。而多數鍛造模具鋼屬于低、中碳中合金鋼；其鑄造性能不佳，如流動性差、縮孔、縮松傾向大等，另一更重要的方面是鑄態和鍛態金屬性能差異較大，合金化的特點不同，采用原鍛造模具鋼的化學成分進行精鑄熱鍛模具鋼生產不能獲得最佳使用性能。精鑄熱鍛模具鋼合金化應充分發揮精鑄熱鍛模具鋼的性能優勢，如抗熱疲勞性、熱穩定性和耐磨性，而避免其低塑性帶來的問題，如顯微開裂等。鑄造熱鍛模的性能和壽命主要取決于模具材料。因此，鑄造熱鍛模具鋼的開發研究對鑄造熱鍛模的應用是至關重要的。

發明內容

本發明的目的是提供一種鑄造熱鍛模具鋼及其加工工藝，提高熱鍛模具鋼的強韌性和耐磨性。

本發明的技術方案如下：

鑄造熱鍛模具鋼中各化學組分的重量百分比為：C?0.3-0.5%、Si?0.4-0.6%、Mn?0.5-0.8%、Cr?3.5-5.5%、Mo?2.2-4.6%、V?0.7-1.3%、Ni?1.0-2.0、La?0.04-0.06%、?Ce?0.01-0.03%、Y?0.02-0.04%、P≤0.03%、S≤0.03%，余量為鐵和雜質。

????鑄造熱鍛模具鋼的加工工藝，包括如下步驟：

????（1）熔煉：按配方配比將煉鋼原料含碳量小于0.4%的廢鋼、低碳鉻鐵、鉬鐵、純鎳、鈮鐵、釩鐵、鈦鐵、生鐵加入中頻感應電爐內進行熔煉，當鋼水溫度達到1540-1580℃時，插鋁脫氧出鋼；

（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1490-1540℃，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860-880℃，保溫4-5小時，然后以20-30℃/小爐冷至540-560℃，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940-960℃，鍛造比2-3:1，得到鋼鍛件；

????（6）退火處理：先以50-70℃/小時的升溫速度將鍛件加熱至870-910℃，保溫2-4小時，以20-30℃/小爐冷至740-760℃，保溫3-4小時，再以30-40℃/小時冷卻至480-500℃，出爐空冷；

????（7）淬火回火：先在1040-1060℃保溫1-2小時，油冷后，在620-640℃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，進行模具拋光處理，可消除模具表面缺陷而提高模具壽命。?

????本發明的有益效果：

本發明采用稀土元素La、Ce、Y進行變質處理，鋼中的夾雜物數量減少，其形態和尺寸明顯得到改善，提高了鋼的熱疲勞性能。本發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。本發明的鑄造熱鍛模具鋼與現有的熱鍛模具鋼相比，具有更高的耐磨性、強韌性以及抗熱疲勞性。由于本發明熱鍛模具鋼綜合性能俱佳，可適用制作的模具范圍廣，可代替5CrNiMo、5CrMnMo、H13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境下使用模具存在的不耐磨、韌性差崩刃、斷裂等問題。

具體實施方式：????

鑄造熱鍛模具鋼中各化學組分的重量百分比為：C?0.3-0.5%、Si?0.4-0.6%、Mn?0.5-0.8%、Cr?3.5-5.5%、Mo?2.2-4.6%、V?0.7-1.3%、Ni?1.0-2.0、La?0.04-0.06%、?Ce?0.01-0.03%、Y?0.02-0.04%、P≤0.03%、S≤0.03%，余量為鐵和雜質。

????鑄造熱鍛模具鋼的加工工藝，包括如下步驟：

????（1）熔煉：按配方配比將煉鋼原料含碳量小于0.4%的廢鋼、低碳鉻鐵、鉬鐵、純鎳、鈮鐵、釩鐵、鈦鐵、生鐵加入中頻感應電爐內進行熔煉，當鋼水溫度達到1550℃時，插鋁脫氧出鋼；