[發明專利]一種HC166高合金模具鋼鍛件及制作方法

在審

• 申請號: 202010027915.7
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111621695A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 朱奇鋒;曹雄偉;張林洲;楊麗芳
• 申請（專利權）人: 寶鼎科技股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/22;C22C38/24;C21D1/18;C21D1/32;C21D8/00
• 代理公司: 杭州中平專利事務所有限公司 33202
• 代理人: 翟中平

本發明涉及一種內在質量都滿class=WordSection2 style='layout?grid:15.6pt 0pt;mso?layout?grid?char?alt:0'足ASTM A388超聲波探傷規范要求的HC166高合金模具鋼鍛件及制作方法，質量百分數：鋼錠化學成分C:0.38～0.41、Si:0.15～0.35、Mn:0.20～0.45、Cr:4.70～5.0、Mo:1.20～1.50、V:0.40～0.70、P≤0.015、S≤0.005。優點：通過對HC166高合金模具鋼鋼錠的冶煉方式和優化加熱、鍛造、熱處理工藝創新設計，并經多次試驗，不僅開發了HC166高合金鋼模具鍛件，而且提高了HC166產品的合格率，降低了生產成本，拓寬了高合金模具鋼產品領域市場，取得了意想不到的技術效果和經濟效益。

技術領域

本發明涉及一種內在質量都滿足ASTM A388超聲波探傷規范要求的HC166高合金模具鋼鍛件及制作方法，屬新材料制造領域。

背景技術

模具鋼是制造模具的材料，其現狀與發展反映了一個國家的工業水平。目前我國模具用鋼廣泛，除了工具鋼(碳索工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼)外，還有軸承鋼、彈簧鋼、調質鋼、滲碳鋼、不銹鋼等，鋼種達數十種之多．但常用的只有二十余種，而用量最多的Cr12、Cr12MoV、Cr-WM n、3Cr2W8V、5CrMnMo、5CrNiMo、45#、40Cr等八個鋼號。但在冶煉、鑄造、鍛造、熱處理等方面存在一系列問題，CrWMn鋼碳化物網狀敏感性大，模具常因脆裂而早期失效。3Cr2W8V鋼熱疲勞抗力差，模具常因發生龜裂而早期失效。5CrMnMo、5CrNiMo熱硬性及熱強性低,模具使用壽命較低。隨著工業生產發展和少、無切削工藝的廣泛應用．對模具鋼性能提出更多更高的要求，大量的模具鋼都需要進口采購，國內常用鋼種已經不能完全滿足需要，迫切需研制和應用新型模具鋼。

國外優質高合金模具鋼一般都采用電爐+真空脫氣+電渣重熔的冶煉方式。其不足之處：電渣重熔成本高。

發明內容

設計目的：避免背景技術中的不足之處，設計一種HC166高合金模具鋼鍛件及制作方法。

設計方案：為了實現上述設計目的，本發明在材料設計及制作上：一是HC166高合金模具鋼采取電爐+真空脫氣錠。電爐錠較電渣錠純凈度差，易產生網狀碳化物和其他夾雜物；二是對 HC166高合金模具鋼通過化學成分優化，使元素的構成更有利于鍛造過程和最終熱處理獲得良好的機械性能；三是HC166高合金模具鋼通過設計合適的加熱工藝和鍛造工藝，改善鍛件內部質量，防止大塊狀碳化物的析出，減少鍛件加工余量；四是HC166高合金模具鋼通過設計合適的熱處理工藝，使鍛件晶粒度和金相組織滿足技術要求。

1. 化學成分要求（質量分數，%）：C:0.38～0.41、Si:0.15～0.35、Mn:0.20～0.45、Cr:4.70～5.0、Mo:1.20～1.50、V:0.4～0.70、P≤0.015、S≤0.005。

2. 機械性能要求：抗拉強度Rm （MPa）500～650，屈服強度ReH （MPa）≥260，伸長率A（%）≥19，斷面收縮率Z（%）≥50。

3. 顯微組織：符合圖譜北美壓鑄模金相標準NADCA 207-2003。

本發明的關鍵技術難點在于：1. 高合金模具鋼對碳化物敏感性很高，本次HC166高合金模具鋼采用電爐+真空脫氣的冶煉方式。需要合理控制碳化物的分布，當碳化物呈粗大不均勻分布則是脆性相，當碳化物呈細小、均勻的圓形彌散分布于鋼基體則是強化相。

2. HC166高合金模具鋼通過提高加熱溫度和多次高溫擴散溶解碳化物，改善碳化物的分布。

3. HC166高合金模具鋼設計合理的鍛造工藝，防止出現表面裂紋，打碎粗大組織晶粒和不穩定的共晶碳化物，達到改善心部顯微組織的目的；另外通過控制終鍛溫度，防止粗大或網狀碳化物析出，使內外碳化物均勻一致。