[發明專利]一種新型高級熱沖壓模具鋼HS8及其制備方法

在審

• 申請號: 201811595809.8
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109468537A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 顏向東
• 申請（專利權）人: 上海合毓模具技術有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/22;C22C38/24;C22C33/04;C21D8/00;C21D1/26;C21D1/30;C21D1/32
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本發明公開了一種新型高級熱沖壓模具鋼HS8，涉及模具鋼成份配方和制造技術領域。新型高級熱沖壓模具鋼化學成份的重量百分含量為：C 0.51?0.55％；Si 0.10?0.30％；Mn 0.40?0.60％；Cr 5.00?5.30％；Mo 2.30?2.50％；V 0.50?0.70％；P≤0.012％；S≤0.002％；其余為Fe和不可避免的雜質及殘余微量元素。本發明模具鋼采用科學獨特的合金元素配比、經過超純冶煉和多向鍛打，并結合高溫均質化和超細化處理等工藝，不僅使材料具備極高的純凈度、組織等級和等向性，而且全面提升了熱沖壓模具鋼的硬度、高溫屈服強度、蠕變強度、韌性和延展性、抗回火性、抗塑性變形等各項關鍵性能指標。由于HS8增強了抵抗熱沖壓模具的主要失效機理的能力(熱磨損、熱裂紋、塑性變形等)，因此能顯著提高熱沖壓模具的質量和壽命而獲得更佳的經濟效益。

技術領域

本發明涉及一種模具材料、具體為高級熱沖壓模具鋼，主要用于汽車、航天等領域的高檔熱沖壓模具，涉及模具鋼制造技術領域。

背景技術

模具工業是產品之母，是產品制造中最重要的基礎裝備工業，主要種類有塑料模、沖壓模、鑄造模、鍛模、擠壓模、玻璃模、拉絲模、橡膠模等，其中沖壓模具又可分為冷沖壓模和熱沖壓模等。模具材料是模具本體母材，是確保模具性能和品質的基本關鍵因素，模具鋼根據用途及使用條件，可以分為塑料模具鋼、熱作模具鋼、冷作模具鋼及高速鋼等，熱作鋼根據具體用途又可壓鑄及鑄造模具鋼、熱鍛模具鋼、熱擠壓模具鋼、熱沖壓模具鋼等。

中國的模具工業經過30多年的轉型升級和創新發展，已成就了世界模具制造大國和貿易大國、并不斷加速向世界模具強國的轉變。伴隨著模具工業的發展，國產模具鋼在專業廠家數量、鋼材品種、質量等級及穩定性、營銷體系建立等方面均取得了長足的提升和進步。但是，國產模具鋼現階段的問題和不足也是顯而易見的，主要表現為質量穩定性與進口模具鋼還有一定差距、創新開發及市場應用不足、品種不夠齊全并缺乏特定模具專用模具鋼、系統推廣和品牌建設力度不足、在高端及中高端市場占有率明顯偏低、進口量明顯大于出口量等等。

熱沖壓成形技術，是將硼鋼鋼板(初始強度為500～700MPa)加熱至奧氏體化狀態，快速轉移到模具中高速沖壓成形，在保證一定壓力的情況下，制件在模具本體中以大于27℃/s的冷卻速度進行淬火處理，保壓淬火一段時間，以獲得具有均勻馬氏體組織的超高強鋼零件的成形方式。熱沖壓成形的優點：熱沖壓零件具備超高強度，減輕材料重量從而有效減輕整機重量；同時改善沖壓成形性，提高零件尺寸精度，提高表面硬度、抗凹性和耐腐蝕性；另外還降低成型壓力機機噸位等等。

近幾年汽車及航空等熱沖壓零件伴隨著輕量化要求的日益提高而迅猛增長，從而帶動了熱沖壓模具的快速發展。但是作為熱沖壓模具制造的最重要原材料，熱沖壓模具鋼卻存在市場供應品種較為單一、缺乏專用材料、進口材料占主導地位但價格昂貴、國產熱沖壓模具材料雖有一定研制但市場化進展緩慢等諸多問題和矛盾。

目前市面上銷售流通的熱沖壓鋼大多存在合金成份配比不夠優化、冶煉不夠精細、純凈度偏低、未經過組織細微化處理等因素，使得材料在硬度和耐磨性、高溫強度、韌性、抗熱疲勞性等方面的性能均存在諸多不足(單就市面上的熱沖壓模具鋼硬度來說，使用硬度基本都在HRC52以下、嚴重制約模具的耐磨性和壽命)，從而導致熱沖壓模具的抗高溫耐磨性、熱裂紋性能、抗塑性變形、抗整體開裂等性能總體不佳，模具最終壽命不長且不太穩定，已越來越不能滿足產品批量大、形狀結構復雜、表面質量要求高的高性能熱沖壓模具之要求。因此有必要根據高性能熱沖壓模具對材料的要求和需求，創新研制一種綜合性能出色的高級專用熱沖壓模具鋼。

發明內容

本發明的目的在于創新研制高級熱沖壓模具的專用材料，提供一種各主要性能指標均優良出色的新型熱沖壓模具鋼。