[发明专利]高强韧热作模具钢

说明书

技术领域

本发明涉及铁基合金技术领域，具体的说是一种高强韧热作模具钢。

背景技术

目前在各个冶金厂和钢材生产中，常用的热作钢如电渣H13钢Mo含量1.25-1.75％；Si含量0.80-1.15％，材料的抗热疲劳、热冲击开裂和高温耐磨都不能达到一定的使用标准，使用寿命低。S≤0.025％；P≤0.020％，相应非金属夹杂物控制不好的缺点，影响钢材纯净度。一般的生产工艺致使材料不够均匀和粗大的晶粒，碳化物的分布不均匀及相对高的偏析。

发明内容

本发明的目的为提供一种具有优异韧性和延展性的高强韧热作模具钢。

实现上述目的的技术方案如下：

高强韧热作模具钢，由下列成分组成：

C 0.35～0.39％；

Si 0.10～0.40％；

Mn 0.40～0.60％；

Cr 4.90～5.30％；

V 0.50～0.70％；

Mo 2.20～2.50％；

其余为Fe和杂质，其中杂质P≤0.015％；Cu≤0.25％；S≤0.005％；Ni≤0.25％；

以上为重量百分比。

本发明的高强韧热作模具钢的制造方法如下：将原料经电炉冶炼；真空精炼；电渣重熔；高温均质化处理；快锻多向锻造工艺成形；固溶+球化退火；精整、探伤，取样分析；成品合格入库。

本发明高强韧热作模具钢具有如下优点：

1.高纯净度，内部偏析大大改善；

2.具有优异的韧性和延展性，且提高各等向性能；

3.具有优良的热处理尺寸稳定性；

4.具有极佳的耐热冲击性，减少模具使用过程中开裂。

本发明高强韧热作模具钢可用于高强度长寿命铝、镁、铜等有色金属压铸模；高强度长寿命铝、镁、铜等有色金属挤压模；高强度长寿命、要求高的精锻模、温锻模、热锻模。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

一种高强韧热作模具钢，由下列成分组成：

C为0.37％；Si为0.25％；Mn为0.50％；Cr为5.10％；V为0.60％；

Mo为2.35％，其余为Fe和杂质，其中杂质Cu为0.12％；Ni为0.12％，P为0.007％；S为0.002％。

将原料经电炉冶炼；真空精炼；电渣重熔；高温均质化处理；快锻多向锻造工艺成形；固溶+球化退火；精整、探伤，取样分析；成品合格入库；

本发明采用合金元素的最新组合，高Mo低Si，以此提高钢材使用寿命。真空脱气处理降低钢中[H]、[O]、[N]气体含量；冶炼工序严格控制P、S等非金属夹杂物形成元素及As等有害元素含量，提高钢材纯净度。

采用高温均质化处理减少至消除钢中亚稳定共晶碳化物(液析碳化物)，改善组织偏析，提高组织均匀性。

多向锻造工艺确保钢材致密度，提高材料尺寸稳定性。

固溶+球化退火处理工艺可消除或改善锻后带状组织及沿晶析出的网状、链状碳化物，细化组织，提高等向性能。

市场普通的热作钢(电渣H13)，由下列成分组成：

C    0.385％；Si    1.0％；  Mn  0.35％；S    0.015％；

P    0.015％；Cr    5.125％；V   1.0％； Mo   1.425％

Ni   1.60％

将原料经电炉冶炼；真空精炼；电渣重熔；锻造成形；精整、探伤，取样分析；成品合格入库；

在试验和使用中本发明高强韧热作模具钢明显体现出如下优点：

1.高纯净度，内部偏析大大改善；

2.具有优异的韧性和延展性，且提高各等向性能；

3.具有优良的热处理尺寸稳定性；

4.具有极佳的耐热冲击性，减少模具使用过程中开裂。

试验方法：

一种高强韧热作模具钢：

结果测试后，1/硬度为：235HB

2/晶粒度，按照ASTM E112进行评级，合格级别等于7级；

3/钢材进行横向冲击试验，采用7MM*10MM的无缺口式样，在进行冲击试验时，撞锤应撞击55MM*10MM的中心部位，最小值为：95J，平均值为：169.5J.

4/超声波探伤：黑皮交货的钢材，直径(边长或厚度)不大于300MM的圆钢/方钢/扁钢和模块采用Φ2MM(+4db)的平底孔；直径(边长或厚度)大于300MM的圆钢/方钢/扁钢和模块采用Φ3.2MM平底孔.