[發(fā)明專(zhuān)利]汽車(chē)?yán)錄_壓模具用鑄造中合金鋼

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410760410.6
• 申請(qǐng)日: 2014-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104498829A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧燕;李?lèi)?/a>;王立石;沈喜堂;王強(qiáng);劉宏斌;劉少輝;劉新洋;劉耀輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)第一汽車(chē)股份有限公司;吉林大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C22C38/24
• 分類(lèi)號(hào): C22C38/24
• 代理公司: 吉林長(zhǎng)春新紀(jì)元專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司22100
• 代理人: 王薇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種汽車(chē)?yán)錄_壓模具用鑄造中合金鋼，屬于合金鋼材料的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在汽車(chē)?yán)錄_壓模具的成形和沖切工藝中，主要失效機(jī)理為磨損、塑性變形、開(kāi)裂及崩刃，因此冷作模具鋼需要好的抗磨損性能、高的抗壓強(qiáng)度和足夠的韌性及延展性。高的耐磨性可以增加模具的壽命減少維護(hù)引起的停機(jī)；高的抗壓強(qiáng)度可以防止模具發(fā)生變形；足夠的韌性及延展性可以防止材料的早期開(kāi)裂和崩刃。

國(guó)內(nèi)常用冷作模具鋼材料分為三類(lèi)。（1）低合金冷作模具鋼，如7CrSiMnMoV,是一種火焰淬火鋼，可鑄造、可鍛造，韌性好、耐磨性差，一般只能用于普通薄板（汽車(chē)?yán)錄_壓模具中一般指板料抗拉強(qiáng)度小于440MPa且料厚不超過(guò)1.2mm）沖壓件。（2）中合金冷作模具鋼，如Cr5Mo1V，是一種空淬模具鋼，有一定耐磨性及韌性，但作為高碳合金鋼，不適于鑄造，并且焊接性能較差，其淬硬性、耐磨性與高合金冷作模具鋼相比有一定差距。（3）高合金冷作模具鋼Cr12MoV、Cr12Mo1V1，具有高淬透性、淬硬性和高耐磨性，用于自動(dòng)化落料模、汽車(chē)中厚板及高強(qiáng)度鋼板的沖裁與成形模具，但作為高碳高鉻合金鋼，不適于鑄造，同時(shí)因材料的碳和合金元素含量較高導(dǎo)致出現(xiàn)焊接性能、切削加工性能惡化、淬火開(kāi)裂傾向增加等問(wèn)題。

汽車(chē)?yán)錄_壓模具具有單件生產(chǎn)的特性，無(wú)法批量生產(chǎn)，形狀常復(fù)雜且尺寸較大，尺寸、位置精度都要求很高，若由鍛軋材料經(jīng)機(jī)械加工成形則加工量大、成本高、工藝復(fù)雜、周期長(zhǎng)，無(wú)法滿(mǎn)足汽車(chē)市場(chǎng)高速發(fā)展的需要，而鑄造材料可以只在需要加工的表面增加加工余量,余量一般為10-20mm，其余部位鑄空開(kāi),加工量小,重量輕，節(jié)省材料成本、加工成本、縮短制造周期，同時(shí)鑄件可以單件設(shè)計(jì)的較大、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，縮短設(shè)計(jì)周期。

越來(lái)越多的汽車(chē)中厚板及高強(qiáng)度鋼板的應(yīng)用要求模具材料具有較高耐磨性和強(qiáng)韌性，模具及產(chǎn)品的反復(fù)修改、模具的維護(hù)都需要材料焊接性能較好，因此汽車(chē)?yán)錄_模具市場(chǎng)迫切需要一種具有較高耐磨性和強(qiáng)韌性，較好焊接性能，易于加工、生產(chǎn)成本較低、制造周期短的鑄造模具材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種汽車(chē)?yán)錄_壓模具用鑄造中合金鋼，其具有較高耐磨性和強(qiáng)韌性，同時(shí)生產(chǎn)成本較低、易于加工，整體淬火硬度HRC59-62，滿(mǎn)足模具使用要求。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種汽車(chē)?yán)錄_壓模具用鑄造中合金鋼，其特征在于：按重量百分比包括以下化學(xué)成分為C：0.50-0.65、Si：0.90-1.20、Mn：0.60-0.90、Cr：4.50-5.50、Mo：0.75-0.90、V：0.70-0.80、S≤0.02、P≤0.03。

本發(fā)明的主要化學(xué)成分選擇依據(jù)是：

（1）碳：C是影響鑄鋼硬度、耐磨性、韌性的主要元素，碳量增高，則材料的硬度及耐磨性提高，但韌性降低，材料易破損；

（2）硅：Si能有效提高模具鋼的抗回火軟化能力。硅量高，有助于改善碳化物形態(tài)，有助于提高耐磨性；

（3）錳：Mn能提高鋼的淬透性及韌性，能削弱和消除硫的不良影響；

（4）鉻：Cr能提高鋼的淬透性、耐磨性及硬度，但韌性降低；

（5）鉬：Mo在鋼中作用主要為提高淬透性、提高熱強(qiáng)性、防止回火脆性、增加鋼對(duì)回火軟化的抗力，提高鋼的回火穩(wěn)定性，能有效提高鋼的硬度和強(qiáng)度；

（6）釩：V在鋼中主要起到細(xì)化鋼的組織和晶粒，降低鋼的過(guò)熱敏感性，并提高鋼的強(qiáng)度和韌性，當(dāng)在高溫溶入奧氏體時(shí)，增加鋼的淬透性。同時(shí)增加淬火鋼的回火穩(wěn)定性，并產(chǎn)生二次硬化效果；

（7）硫：S在模具鋼中為有害元素，必須嚴(yán)格控制其含量；

（8）磷：P在模具鋼中為有害元素，必須嚴(yán)格控制其含量。

本發(fā)明的冷沖壓模具用鑄造中合金鋼的制備工藝及退火工藝：

（1）????將生鐵、廢鋼、鉻鐵、錳鐵、鉬鐵、釩鐵和硅鐵根據(jù)成分設(shè)計(jì)及爐料中碳、硅、錳、鉻、釩等元素的熔煉損耗等調(diào)整配料，計(jì)量后放入中頻感應(yīng)電爐中熔煉，熔煉溫度1640-1680℃，完全熔化后，用聚渣劑聚渣并扒渣；

（2）????出爐溫度1610-1650℃，鋼水包內(nèi)純鋁脫氧；

（3）????澆入鑄型中，用砂型鑄造，澆注溫度1550-1580℃，Y型試塊；

（4）????鑄件冷至200℃脫模，去掉澆冒口、清理鑄件表面粘砂等；

（5）????對(duì)鑄件進(jìn)行等溫球化退火處理：將鑄件放入熱處理爐中，加熱至860℃后保溫1h，然后隨爐冷卻至760℃，再保溫4h，停爐，隨爐冷卻至300℃左右，出爐空冷至室溫。