[發(fā)明專利]一種非調(diào)質(zhì)模具鋼及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811105774.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-21
• 公開（公告）號(hào): CN109022697B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳帆;胡桐;陳龍閩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西樟樹市興隆特殊鋼有限公司
• 主分類號(hào): C21D1/18
• 分類號(hào): C21D1/18;C21D8/00;C22C33/06;C22C38/02;C22C38/06;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/26;C22C38/34;C22C38/38;C22C38/60
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

一種非調(diào)質(zhì)易切削模具鋼，以質(zhì)量百分比計(jì)，具有如下組分：C：0.35?0.55％，Si：1.5?2.2％，Mn：1.8?2.4％，Cr：0.5?0.9％，S：0.05?0.15％，Mg：0.001?0.015％，Al：0.01?0.05％，Ca：0.0006?0.0012％，V：0.1?0.3％，Mo：0.1?0.6％，RE：0.05?0.1％；N：0.01?0.08％，Nb:0.1?0.25％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵行業(yè)的合金鋼冶煉工藝，尤其是指非調(diào)質(zhì)易切削模具鋼生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

易切削鋼是在鋼中加入一種或幾種元素，利用其本身或其他元素形成對(duì)切削加工有利的夾雜物來(lái)改善鋼材的切削性。易切削鋼有較好的切削加工性能和較好的表面光潔度，能降低產(chǎn)品的制造成本。

非調(diào)質(zhì)鋼是不經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理可達(dá)到性能要求的機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼，采用此類鋼制造零件，可省去調(diào)質(zhì)熱處理工序和裝備，同時(shí)，避免了熱處理過(guò)程中的所產(chǎn)生的廢品，減少了污染，低了能耗，這種鋼屬節(jié)能型鋼材。

模具鋼對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)而言至關(guān)重要，對(duì)模具鋼材料要求主要包括適當(dāng)?shù)牧W(xué)性能、良好的切削加工性能、較好的拋光、花紋蝕刻、耐蝕及焊接性能等。汽車業(yè)和大型家電制造業(yè)是塑料模具消費(fèi)的重要用戶，在此類模具的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，相對(duì)于模具鋼模塊生產(chǎn)成本，產(chǎn)品機(jī)加工所需的費(fèi)用往往更高，在某些特殊產(chǎn)品制造中甚至可達(dá)到整個(gè)模具成本的80％，與此同時(shí)，產(chǎn)品生命周期的縮短和更新?lián)Q代速度的加快倒逼著模具生產(chǎn)時(shí)間壓縮，良好的機(jī)加工性能已成為判定模具鋼材料質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種具有良好切削性能的非調(diào)質(zhì)模具鋼，通過(guò)Mg、Ca、RE、 Al等的復(fù)合添加，在滿足原有模具鋼性能要求的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低了其加工成本和生產(chǎn)成本，降低了模具材料的生產(chǎn)能耗，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，適合大范圍推廣使用。

具體技術(shù)方案是：

一種模具鋼，以質(zhì)量百分比計(jì)，具有如下組分：

C：0.35-0.55％，Si：1.5-2.2％，Mn：1.8-2.4％，Cr：0.5-0.9％，S：0.05-0.15％，Mg：0.001-0.015％，Al：0.01-0.05％，Ca：0.0006-0.0012％，V：0.1-0.3％，Mo： 0.1-0.6％，RE：0.05-0.1％；N：0.01-0.08％，Nb:0.1-0.25％,余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素。

優(yōu)選的，所述合金組分滿足以下公式：

1.5≦(V％+Nb％+Cr％)/(N％+C％)≦3 公式1

Al％/Mg％≧3 公式2

0.02≦(Ca％+Mg％)/S％≦0.15 公式3

本發(fā)明的易切削非調(diào)質(zhì)鋼通過(guò)如下工藝步驟進(jìn)行制造：

(1)冶煉及合金化，電爐冶煉、出鋼，LF爐外精煉，為保證鋼中易切削夾雜物形態(tài)，在爐外精煉時(shí)采用先向鋼中加入Ca-Si線進(jìn)行處理，再向鋼中加入 Mg-Al-RE中間合金進(jìn)行處理；

(2)在保護(hù)氣氛下進(jìn)行澆鑄，獲得鑄錠；

(3)經(jīng)過(guò)1050-1150℃的均勻化處理后進(jìn)行鍛造，鍛后空冷；

(4)進(jìn)行回火處理。優(yōu)選的，進(jìn)行兩次回火，第一次回火溫度為450～550 ℃，時(shí)間0.5-5h，第二次回火溫度為180-220℃，時(shí)間0.5-3h。

本發(fā)明所述易切削非調(diào)質(zhì)鋼的抗拉強(qiáng)度可達(dá)1200MPa以上，屈服強(qiáng)度達(dá) 800Mpa以上，且沖擊韌性≧48J/cm²，硬度可達(dá)45HRC以上，且與本領(lǐng)域常用的模具鋼40Cr相比，切削性能顯著提升。