[發(fā)明專利]一種具有高性能的模具鋼及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910049196.6
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109576596A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳寶書;欒道成;胡志華;廖力;陳杰;張旭東
• 申請（專利權(quán)）人: 西華大學(xué)
• 主分類號: C22C38/24
• 分類號: C22C38/24;C22C38/22;C22C38/06;C22C38/04;C22C38/02;C22C33/04;C21D1/18
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李林合;李蕊

本發(fā)明公開了一種具有高性能的模具鋼及其制備方法。該模具鋼包括以下重量百分比的組分：0.8～1.5％C、1.0～2.0％Si、4.5～5％Cr、0.5～1.0％Mn、0.2～0.6％Mo、0.02～0.1％Al、0～0.05％MgO、0.01～0.05％CaF₂、0.02～0.08％CaC₂，余量為Fe；其制備方法為：(1)按配方將各組分混合，在惰性氣體氛圍下加熱熔融，然后噴入CaF₂、MgO和CaC₂，繼續(xù)熔融，收集鋼水；(2)將鋼水澆筑成件，加熱，再升溫；(3)將步驟(2)所得產(chǎn)物經(jīng)鍛造、淬火和回火處理即可。本發(fā)明制備得到的模具鋼，夾雜物含量低，抗沖擊韌性，抗沖擊強度等性能顯著提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于模具鋼制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有高性能的模具鋼及其制備方法。

背景技術(shù)

我國是世界上產(chǎn)鋼最大的國家，2015年產(chǎn)鋼約8億噸，出口鋼材1.1億噸，但是在高端鋼鐵材料生產(chǎn)技術(shù)上仍和世界上先進國家存在較大差距，許多特種材料必須依賴進口，2015年進口390萬噸高端特種材料，其中工模具鋼約20萬噸，價值約200億元人民幣。

模具為工業(yè)制造之母，60％的工業(yè)品需要使用模具來生產(chǎn)各種各樣的產(chǎn)品，2015年模具產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值已超過2萬億元人民幣。每年消耗各種模具鋼約1000多萬噸。各種高端工業(yè)產(chǎn)品大量使用高性能模具鋼來制造模具以提高產(chǎn)品的外覌，精度，使用壽命等性能。

高性能模具鋼主要分為高性能熱作模具鋼，高性能精密塑料模具鋼，高性能冷作模具鋼，這些模具鋼被廣泛用于機械制造，汽車零部件制造，電子電器等行業(yè)的各種零部件制造，其典型特點就是用這些材料所制造的模具生產(chǎn)的零部件精度高，質(zhì)量好，模具壽命長。由于高性能模具鋼技術(shù)指標要求很高，有很高的技術(shù)門檻，而國內(nèi)生產(chǎn)制備得到的模具鋼其性能無法達到使用標準，這一巨大市場長期以來一直被國外先進企業(yè)的產(chǎn)品所占領(lǐng)，每年約有20萬噸以上的高端模具材料必須依賴進口，產(chǎn)值約200億元，以保證國內(nèi)高端制造業(yè)的模具材料供應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供一種具有高性能的模具鋼及其制備方法，可有效解決模具鋼性能不足的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種具有高性能的模具鋼，包括以下重量百分比的組分：

0.8～1.5％C、1.0～2.0％Si、4.5～5％Cr、0.5～1.0％Mn、0.2～0.6％Mo、0.02～0.1％Al、0～0.05％MgO、0.01～0.05％CaF₂、0.02～0.08％CaC₂，余量為Fe。

進一步地，包括以下重量百分比的組分：

0.8％C、1.0％Si、5％Cr、1.0％Mn、0.4％Mo、0.08％Al、0.02％MgO、0.03％CaF₂、0.02％CaC₂，余量為Fe。

進一步地，還包括0.4～1.0％的V。

進一步地，包括以下步驟：

(1)按配方將C、Si、Cr、Mn、Al、V和Mo混合，1500～2000℃在惰性氣體氛圍下加熱熔融，然后噴入MgO、CaF₂和CaC₂，繼續(xù)熔融3～5h，收集鋼水；

(2)于10～15MPa的條件下，將鋼水澆筑成件，然后800～900℃加熱1～3h，再以100～200℃/h的速度升溫至1000～1500℃，并保溫1～2h；

(3)將步驟(2)所得產(chǎn)物置于1000～1200℃鍛造1～2h，然后800～900℃淬火，150～300℃回火處理即可。