[發明專利]一種冷作模具鋼及其制備工藝

在審

• 申請號: 201811595286.7
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109468535A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 周文成
• 申請（專利權）人: 金湖蒂斯特五金制品有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/30;C21D1/32;C21D1/18;C21D8/00
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 謝觀素

本發明公開了一種冷作模具鋼及其制備工藝，其由如下重量百分含量的化學元素組成：C：0.62%~0.88%，Si：0.60%~1.25%，Mn：0.3%~0.5%，P：≤0.03%，S：≤0.03%，Cr：6.45%~8.59%，W：≤0.5%，Mo：1.95%~2.95%，V：0.23%~0.51%，Co：0.7%~1.32%，余量為Fe。本發明加入了0.7%~1.32%的Co元素，使得本發明的模具鋼具有高溫紅硬性佳的特點，滿足當下高速和高溫環境模具的選材。

技術領域

本發明屬于合金領域，特別涉及一種冷作模具鋼及其制備工藝。

背景技術

LD鋼屬于基體鋼類型的冷作模具鋼，具有較高的強韌性和耐磨性，冷、熱加工的工藝優良，熱處理畸變小，通用性強。LD鋼的性能優于Cr12型高碳和高速鋼W6Mo5Cr4V2，具有更高的強度和韌性，而且有較好的耐磨性，應用日益普遍。可用于制造螺栓冷鐓切邊模、冷鐓光沖模、汽車彈簧沖孔模、自行車中軸冷擠壓模、硅鋼片沖模等各種模具，使用壽命比原用鋼種(Cr12MoV、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、Cr12、GCr15、9SiCr)成倍甚至十余倍地提高。

但是，隨著2018年9月份V合金的大幅漲價，50%V鐵已達50萬元/噸，在這前提下傳統LD鋼的生產成本急劇增加，而且，傳統LD鋼一般淬火溫度在1080-1150之間，這樣的條件下，V形成的碳化物不容易固溶，從而存在浪費資源和模具產品出現崩模或爆模現象。為使節約資源，提高鋼的使用性能，開發一種低成本高性能的冷作模具鋼來代替傳統LD鋼具有實際意義。

發明內容

針對傳統LD鋼的缺陷，本發明的目的在于，在LD鋼的基礎上，提供一種降成本改性冷作模具鋼，降低V含量的同時，重新設計其他元素配比，使得模具鋼獲得趨于低溫淬火的固溶組織；本發明的另一目的在于提供一種冷作模具鋼的制備工藝。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種冷作模具鋼，由如下重量百分含量的化學元素組成：C：0.62%~0.88%，Si：0.60%~1.25%，Mn：0.3%~0.5%，P：≤0.03%，S：≤0.03%，Cr：6.45%~8.59%，W：≤0.5%，Mo：1.95%~2.95%，V：0.23%~0.51%，Co：0.7%~1.32%，余量為Fe。

本發明的進一步改進方案為：

一種冷作模具鋼，由如下重量百分含量的化學元素組成：C：0.68%~0.76%，Si：0.8%~1.2%，Mn：0.35%~0.45%，P：≤0.03%，S：≤0.03%，Cr：6.5%~8.5%，W：≤0.5%，Mo：2.0%~2.5%，V：0.3%~0.45%，Co：0.75%~1.25%，余量為Fe。

本發明的更進一步改進方案為：

一種冷作模具鋼的制備工藝，包括以下步驟：

第一步、冶煉：按照上述配比，將原料經過中頻爐、爐外精煉、真空脫氣或經過電爐、爐外精煉、真空脫氣冶煉，冶煉后澆注成鋼錠，將得到的鋼錠進行等溫球化退火；

第二步、鍛軋：將第一步冶煉得到的鋼錠鍛軋成成品鋼，將得到的成品鋼進行等溫球化退火；

第三步、淬火：將第二步得到的成品鋼進行淬火處理，根據成品厚度設定淬火時間，隨后回火3~5次，每次回火溫度為540℃~560℃；

第一步中所述中頻爐為15噸中頻爐；所述電爐為10~30噸電爐。

第二步所述鍛軋溫度為950℃~1180℃。

所述等溫球化退火為過程為：820℃~890℃下等溫4h~6h，隨爐冷卻到720℃~760℃，等溫4h~6h，隨爐冷卻至500℃，出爐空冷。

第三步所述淬火溫度為1060℃~1100℃。