[發明專利]一種短流程貝氏體熱作模具及其制備方法

有效

• 申請號: 202111536501.8
• 申請日: 2021-12-15
• 公開（公告）號: CN114535944B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 李爽;曹珍;王真;劉龍;時彥林;楊曉彩;楊振;張倫;王陳龍;霍運長;滑英麗;夏明媚;耿慧琳
• 申請（專利權）人: 河北工業職業技術學院
• 主分類號: B23P15/24
• 分類號: B23P15/24;B21J5/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/12;C22C38/10;C22C33/04;C21D1/18;C21D11/00;C21D9/00;C23C8/38;C23F17/00;C21D8/00;C21D6/00
• 代理公司: 石家莊開言知識產權代理事務所(普通合伙) 13127
• 代理人: 趙俊嬌

本發明涉及一種短流程貝氏體熱作模具的制備方法，其包括：設計模具鋼成分為：C：0.50?0.60％，Si：0.20?0.25％，Mn：1.00?1.50％，W：2.10?3.00％，Mo：3.50?5.00％，V：0.50?1.00％，Co：0.60?1.10％，P≤0.02％，RE：0.01?0.10％，[RE]/[S]＞3.0，[RE]×[S]＜0.004％，余量為Fe和不可避免的雜質。通過對模具鋼成分設計和調整，鍛造和控冷后的貝氏體組織模具鋼材料硬度較低，可直接機粗加工，而鍛造及機粗加工后經一次回火處理，使模具鋼材料貝氏體發生二次強化效應，此時的模具鋼兼具優良的硬度、耐磨性和韌性，具有極佳的綜合力學性能。利用這一特性，本發明省略了現有技術中機械粗加工之間的退火軟化和機械粗加工后的淬火硬化工序，由此縮短熱作模具生產周期、降低能耗和生產成本。

技術領域

本發明涉及模具制造技術領域，尤其涉及一種短流程貝氏體熱作模具及其制備方法。

背景技術

模具工業作為制造業的基石，在現代工業發展過程中起著非常重要的作用。模具鋼，特別是熱作模具鋼，在工業制造領域中具有非常廣泛的應用，如熱鍛模具、壓鑄模具和熱作模具等。

傳統的熱作模具從模具材料制造到成品模具往往需要十幾道的生產流程。如：模具材料冶煉-鑄造-退火處理-鍛造-鍛造退火-模具機加工(粗加工)-模具熱處理-模具精加工-模具滲氮處理等。

在模具的制造過程中，模具要經過多次的加熱及冷卻熱處理進行材料組織調控，以滿足機加工和生產過程中對于材料性能的要求，如材料硬度等。在模具材料何模具的制備過程中，材料需要進行多次熱處理，包括鍛后軟化退火、淬火硬化、軟化回火、表面強化熱處理工藝等。具體地，如模具材料鍛造后進行長時間的球化退火處理降低硬度以便進行機加工(硬度太大無法機加工)。機加工后還需要進行淬火硬化和回火處理，以得到良好的綜合力學性能。在進行多次回火并進過精加工后還需進行表面強化熱處理工藝等。由此可見，目前的熱作模具制造周期長，熱處理工序多，耗時耗能嚴重。

發明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于現有技術的上述缺點、不足，本發明提供一種短流程貝氏體熱作模具及其制備方法，其解決了目前熱作模具制造周期長，熱處理工序多，耗時和耗能嚴重等技術問題。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

第一方面，本發明提供一種短流程貝氏體熱作模具的制備方法，其包括：

設計模具鋼成分為(按質量百分比計)：C：0.50-0.60％，Si：0.20-0.25％，Mn：1.00-1.50％，W：2.10-3.00％，Mo：3.50-5.00％，V：0.50-1.00％，Co：0.60-1.10％，P≤0.02％，RE：0.01-0.10％，[RE]/[S]＞3.0，[RE]×[S]＜0.004％，余量為Fe和不可避免的雜質；

所述熱作模具的制備步驟如下：

S1、按照模具鋼成分稱量合金原料，經冶煉、鑄造、退火，得到模具鋼坯料；

S2、將模具鋼坯料鍛造，得到貝氏體組織模具鋼材料；

S3、機械粗加工，制成模具鑲塊；

S4、回火處理，通過貝氏體二次強化作用得到硬化后的貝氏體模具鑲塊；

S5、機械精加工，得到尺寸精確的模具鑲塊；

S6、表面滲氮處理；

S7、組裝模具鑲塊，制得成品模具。