[發明專利]一種模具鋼及其制備方法

在審

• 申請號: 202110602187.2
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113337780A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 應安瑋
• 申請（專利權）人: 浙江協力機械工具有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/22;C22C38/24;C21D1/28;C21D1/32;C21D6/00;C21D8/00;C22B9/16;B21J5/00
• 代理公司: 浙江永航聯科專利代理有限公司 33304
• 代理人: 蔡鼎

本發明提供了一種模具鋼及其制備方法，屬于模具鋼技術領域。一種模具鋼的制備方法，其特在在于，包括以下步驟：S1、原料處理：按照模具鋼質量百分比組分進行配料，采用常規方法熔煉、冷卻脫模，得到鋼錠；S2、重熔精煉：將鋼錠重熔，1100～1400℃、4～5小時；并在加工過程中，使電極埋入較淺位置并使其形成較淺的熔池，當結晶至預設時間后，對重熔鋼錠下部進行強制冷卻；S3、一次退火處理：球化退火工藝；S4、鍛打：經水壓機鍛造、鐓粗、拔長，初鍛溫度1180℃，終鍛溫度950℃；S5、二次退火處理：正火后進行球化退火工藝；S6、精加工：經精加工后得到磨具鋼。

技術領域

本發明屬于模具鋼技術領域，特別是一種模具鋼及其制備方法。

背景技術

熱作模具在實際生產過程中，高溫的液態金屬以及讓液態金屬溫度降低的其它介質會混合在熱作模具鋼的型腔內部，使熱作模具受到循環狀態的加熱和冷卻過程，還會使熱作模具產生熱脹冷縮的效應，當沖壓高溫工件時，熱作模具的型腔內與高溫工件的接觸面會產生比較復雜的拉應變和拉應力，當與高溫工件分開后，熱作模具型腔內部溫度會快速下降，因此會產生壓應變和壓應力，這樣周而復始就會使熱作模具發生高溫疲勞現象，最終產生熱疲勞裂紋而失效。

熱作模具鋼是生產高溫下沖壓模具的主要原材料，所以如何提其使用性能成為當今許多研究學者的研究焦點。

斷裂、熱疲勞和高溫下磨損是高溫下沖壓模具失效的主要三種形式。由于熱作模具的服役環境和其本身的性能差異，各種熱作模具鋼的失效主要體現在這三種失效形式上，其中熱疲勞引起的失效占據了整個失效情況的一半以上。

發明內容

本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種模具鋼，具有使用壽命久的特點。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：

一種模具鋼，其特在在于，按質量百分比包含如下組分：C 0.32-0.45％、Si 0.2-0.3％、Mn 0.5-0.7％、Cr 4.75-5.5％、Mo 2.7-2.9％、V 0.4-0.6％、S≤0.03％、P≤0.03％、余量為Fe。

在上述模具鋼中，按質量百分比包含如下組分：C 0.32-0.45％、Si 0.2-0.3％、Mn0.5-0.7％、Cr 4.75-5.5％、Mo 2.7-2.9％、V 0.4-0.6％、S≤0.02％、P≤0.003％、余量為Fe。

本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種模具鋼的制備方法。

一種模具鋼的制備方法，其特在在于，包括以下步驟：

S1、原料處理：按照模具鋼質量百分比組分進行配料，采用常規方法熔煉、冷卻脫模，得到鋼錠；

S2、重熔精煉：將鋼錠重熔，1100～1400℃、4～5小時；并在加工過程中，使電極埋入較淺位置并使其形成較淺的熔池，當結晶至預設時間后，對重熔鋼錠下部進行強制冷卻；

S3、一次退火處理：球化退火工藝；

S4、鍛打：經水壓機鍛造、鐓粗、拔長，初鍛溫度1180℃，終鍛溫度950℃；

S5、二次退火處理：正火后進行球化退火工藝；

S6、精加工：經精加工后得到磨具鋼。

在上述模具鋼的制備方法中，在鋼液以液態形式保持時，通過電磁攪拌，降低偏析程度。

在上述模具鋼的制備方法中，在步驟S2中，在凝固過程中，獲取高冷卻速度，加強冷卻強度，同時盡可能縮短冷卻位置與固液界面的距離。

在上述模具鋼的制備方法中，電極埋入較淺位置為確保不會導致電極氧化即可。

在上述模具鋼的制備方法中，采用六面鍛造技術。