[发明专利]一种合金冷作模具钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模具材料，具体是一种合金冷作模具钢。用于各种精密复杂模具的冷作制造。

背景技术

模具用于金属或非金属材料的冲裁、拉伸、弯曲、挤压、镦打等工序。模具钢要求有足够的强度、韧度、硬度、抗磨能力、抗疲劳能力、抗变形、抗断裂能力。目前，模具材料市场上应用最为广泛的模具钢材料是高碳高铬模具钢，其强度、硬度一般容易满足，但韧性较低，不能满足机械加工需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种合金冷作模具钢及其制备方法，具有较好的强度和韧性配合，用于冷作成型的精密复杂模具的制造。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种合金冷作模具钢材料的制备方法，包括熔化、氧化、检测合金成分并调整、精炼、浇铸、热处理，其特征在于：其化学元素重量的百分比为：

碳0.6-0.67、铬3.3-3.5、钒1.4-1.6、钼0.2-0.26、锰2.4-2.6、硅1.0-1.2、铝硅0.3-0.35、钨0.35-0.45、Ta0.08-0.095 、Zn0.8-1.4、Ni0.1-0.3、Tm0.12-0.16、硫0.02-0.03、磷0.01-0.02、余量为铁；

所述的热处理是指：浇铸后坯料在780-820℃下保温6-7小时，然后，以120-130℃/小时速率降温至530-550℃，再以160-180℃/小时速率降温至150-180℃，保温2-3小时；再以160-180℃/小时速率升温至610-630℃，保温2-3小时，取出，空气中自然冷却至室温。

本发明铸钢不需要进行锻造加工，可以铸代锻，可以明显细化凝固组织,提高模具钢的韧性。

具体实施方式

一种合金冷作模具钢材料的制备方法，包括熔化、氧化、检测合金成分并调整、精炼、浇铸、热处理，其化学元素重量的百分比为：

碳0.6-0.67、铬3.3-3.5、钒1.4-1.6、钼0.2-0.26、锰2.4-2.6、硅1.0-1.2、铝硅0.3-0.35、钨0.35-0.45、Ta0.08-0.095 、Zn0.8-1.4、Ni0.1-0.3、Tm0.12-0.16、硫0.02-0.03、磷0.01-0.02、余量为铁。

热处理是指：浇铸后坯料在780-820℃下保温6-7小时，然后，以120-130℃/小时速率降温至530-550℃，再以160-180℃/小时速率降温至150-180℃，保温2-3小时；再以160-180℃/小时速率升温至610-630℃，保温2-3小时，取出，空气中自然冷却至室温。

所述的精炼时采用下列精炼剂，由下列重量份（公斤）的原料制成：

膨胀珍珠岩1.2、谷壳灰1.3、蛭石粉6、氟化铝钠2.3、高岭土2.5、明矾2。将上述物料加去离子水研磨2-3小时制浆过300-500目筛，喷雾干燥，在230-250℃下焙烧2-3小时即得。

本发明脱氧、脱硫、脱磷率在60-75%之间，去除钢液中的夹杂物及使夹杂物变性效果好、净化钢液提高了钢的内部质量，铸件中的气孔度降低1-2度，得到有效的控制。

上述方法制得的模具钢，其抗拉强度超过3150MPa，冲击韧性超过83J/cm2，断裂韧性大于2485MPa.m1/2 ；热处理硬度值(HRC) 68.5，具有优异的耐磨性。