[發(fā)明專(zhuān)利]一種高溫強(qiáng)韌性好、抗熱疲勞性強(qiáng)的熱作模具鋼及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911394251.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113122781A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)慶輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖北富烽新材料科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C38/48
• 分類(lèi)號(hào): C22C38/48;C22C38/46;C22C38/44;C22C38/04;C22C38/02;C22C33/04;C21D1/18
• 代理公司: 黃石市三益專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 42109
• 代理人: 滕金葉

本發(fā)明公開(kāi)了一種高溫強(qiáng)韌性好、抗熱疲勞性強(qiáng)的熱作模具鋼及其制備方法，所述熱作模具鋼含有下述重量百分比的成分：C：0.38～0.45%，Si：0.10～0.23%，Mn：0.20～0.40%，P：≤0.015%，S：≤0.003%，Cr：5.0～5.6%，Ni：0.70～0.95%，Mo：1.95～2.20%，V：0.60～0.75%，Re：0.10～0.18%，Nb：0.10～0.20%，余量為Fe；本發(fā)明模具鋼與傳統(tǒng)的H13鋼相比，620～700℃的回火穩(wěn)定性、抗氧化性、800?950℃的抗熱磨損性、650℃和750℃的抗熱疲勞性，以及易切削性和可鍛造性均優(yōu)于H13鋼，特別是鍛造退火后的金相組織非常理想，達(dá)到北美壓鑄協(xié)會(huì)NADCA標(biāo)準(zhǔn)A1、A2、B1、B2級(jí)，為模具的最終熱處理創(chuàng)造了條件，從而得到優(yōu)良的綜合機(jī)械性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱作模具鋼材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種高溫強(qiáng)韌性好、抗熱疲勞性強(qiáng)的熱作模具鋼及其制備方法。

背景技術(shù)

8418熱作模具鋼是瑞典一勝百發(fā)展的一種優(yōu)質(zhì)熱作模具鋼，其采用了最新的生產(chǎn)及精煉技術(shù)，由此使得DIEVAR作為最新發(fā)展的壓鑄模具鋼而具備優(yōu)良的康熱疲勞龜裂、熱沖擊開(kāi)裂、熱磨損、塑性變形的性能。這些獨(dú)特的性能使其成為壓鑄、熱鍛、熱擠模具鋼的最佳選擇。另外：在沖切過(guò)程中，模具必須具備一定的韌性。當(dāng)沖切厚的板材和鋼帶時(shí)，模具沖切刃口會(huì)承受很高的拉應(yīng)力，所以要求模具必須具有很高的韌性才不至于開(kāi)裂。被加工件厚度越厚對(duì)模具韌性要求就越高，此時(shí)就必須選用高韌性且耐沖擊的模具材料，同時(shí)還必須具有良好的耐磨性以保證合理經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。但是在現(xiàn)實(shí)使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，該鋼材的高溫強(qiáng)韌性、高溫硬度、熱穩(wěn)定性、抗熱疲勞性及抗裂橋、抗爆模特性還滿(mǎn)足不了使用條件苛刻的熱作模具，如黑色、有色金屬材料的熱擠壓模、銅鋁壓鑄模和精鍛模等。

因此，研發(fā)一種新的熱作模具鋼，提高模具鋼材料的上述高溫性能，以滿(mǎn)足使用條件苛刻的熱作模具，成為目前行業(yè)內(nèi)亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對(duì)目前現(xiàn)有的8418熱作模具鋼的高溫強(qiáng)韌性、高溫硬度、熱穩(wěn)定性、抗熱疲勞性及抗裂橋、抗爆模特性還滿(mǎn)足不了使用條件苛刻的熱作模具，如黑色、有色金屬材料的熱擠壓模、銅鋁壓鑄模和精鍛模等使用條件的問(wèn)題，而提供一種高溫強(qiáng)韌性好、抗熱疲勞性強(qiáng)的熱作模具鋼及其制備方法。

本發(fā)明的一種高溫強(qiáng)韌性好、抗熱疲勞性強(qiáng)的熱作模具鋼，所述熱作模具鋼含有下述重量百分比的成分：C：0.38～0.45%，Si：0.10～0.23%，Mn：0.20～0.40%，P：≤0.015%，S：≤0.003%，Cr：5.0～5.6%，Ni：0.70～0.95%，Mo：1.95～2.20%，V：0.60～0.75%，Re：0.10～0.18%，Nb：0.10～0.20%，余量為Fe。

優(yōu)選地，本發(fā)明的一種高溫強(qiáng)韌性好、抗熱疲勞性強(qiáng)的熱作模具鋼，所述熱作模具鋼含有下述重量百分比的成分：C：0.41%，Si：0.18%，Mn：0.28%，P：≤0.015%，S：≤0.003%，Cr：5.3%，Ni：0.82%，Mo：1.98%，V：0.64%，Re：0.15%，Nb：0.14%，余量為Fe。

本發(fā)明的一種高溫強(qiáng)韌性好、抗熱疲勞性強(qiáng)的熱作模具鋼的制備方法，是采用EAF中頻爐+LF精煉爐+VD真空爐+ESR電渣重溶冶煉技術(shù)，其中熱處理工藝包括下述步驟：

（1）預(yù)熱：升溫至600-630℃，保溫1.5-2.0h，繼續(xù)升溫至830-850℃，保溫1.5-2.0h；

（2）淬火：在預(yù)熱基礎(chǔ)上，繼續(xù)升溫至1020-1050℃，保溫1.0h，出爐油淬，待工件降溫至100℃左右時(shí)從油中取出空冷，以防止內(nèi)應(yīng)力增加；

（3）回火：淬火后的模具及時(shí)回火，以消除應(yīng)力，具體是：升溫至585-630℃時(shí)進(jìn)行第一次回火，保溫時(shí)間問(wèn)6.0h，控制硬度在45-48HRC，出爐空冷至常溫后，進(jìn)行第二、第三次回火，溫度為570-600℃，保溫6h，出爐空冷。