[发明专利]冷热兼作模具钢及其制造工艺

说明书

本发明提供一种冷热兼作模具钢的制造工艺，属于模具钢制造技术领域，包括中频冶炼，炉外精炼；喷射成形；初次退火；热变形锻打；二次锻打；锻后余热退火；淬火；多次回火。本发明提供的制造工艺通过喷射成形步骤，钢锭内组份的偏析被抑制在了很小的范围内，同时通过两次锻造，能够有效防止大颗粒碳化物的形成，提高钢材的冲击韧性及塑性，提高了钢材的品质。本发明还提供一种冷热兼作模具钢，包括C：0.55‑0.65％，Si：0.85‑1.15％，Cr：3.7‑4.4％，Mo：1.8‑2.2％，V：1.3‑1.7％，W：1.9‑2.2％，余量为铁和杂质。本发明提供的冷热兼作模具钢组织均匀细小，避免大颗粒碳化物的存在，具备高硬度和高冲击韧性，可与粉末钢韧性相当，同时具有较好的塑性。

技术领域

本发明属于模具钢制造技术领域，更具体地说，是涉及一种冷热兼作模具钢及其制造工艺。

背景技术

模具钢传统上分为冷作模具钢和热作模具钢，两种模具钢的主要区别在于使用的温度不同，冷作模具钢是在低温下使用(100度以下)，主要是用在冲压模具；热作模具钢是高温下使用，主要是用在压铸模具。使用环境及使用温度的不同，导致了冷作模具钢和热作模具钢分别侧重不同的性能，冷作模具钢侧重硬度、耐磨性，热作模具钢对硬度要求适当，侧重于红硬性，导热性，耐磨性。针对不同的使用需求，一般采用不同的模具钢原材料制备，无形中增加了生产成本。现有的一些研究提供了能够冷热兼作的钢材，但还是存在组织成分不均匀，使用过程中容易开裂，影响模具使用寿命的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷热兼作模具钢，以解决现有技术中存在的冷热兼作模具钢的组织成分不均匀的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种冷热兼作模具钢的制造工艺，包括如下步骤：

利用中频炉进行中频冶炼，冶炼后出钢，并在出钢后进行炉外精炼；

喷射成形，获得钢锭；

对所述钢锭进行初次退火，退火后出炉空冷；

对经过初次退火后的所述钢锭进行热变形锻打，所述热变形锻打为自由锻造方式，在锻造时采用轻重轻的锻造方法，所述热变形锻打的加热温度为1140-1160℃，保温4-6小时，开锻温度1050℃，终锻温度为900℃；

对经过热变形锻打的圆坯进行车皮，并在车皮后进行二次锻打，所述二次锻打为自由锻造方式，在锻造时采用轻重轻的锻造方法，锻打的加热温度为1140-1160℃，保温4-6小时，开锻温度1050℃，终锻温度为900℃；

对经过二次锻打的棒材进行锻后余热退火，退火后出炉空冷；

对经过锻后余热退火的棒材进行淬火及多次回火，其中，淬火为分级预热式淬火，一级预热温度为500-550℃，二级预热温度为850-900℃，奥氏体化温度为1050-1120℃；回火温度为540-560℃，回火时间为1小时，回火次数为3次，每次回火后工件冷却至室温。

进一步地，所述炉外精炼包括：

精炼时间为30-120分钟，精炼时采用氩气搅拌。

进一步地，所述喷射成形包括：

在炉外精炼温度达到1620-1650℃时开始喷射，喷射雾化气体为氮气，雾化压力为6-10bar，沉积距离为450-500mm，喷射温度为1620-1580℃，转速为40-60转/分。

进一步地，所述初次退火包括：

在880℃-920℃的温度下保温5-8小时；

以20℃/h的降温速度降到550℃。

进一步地，所述锻后余热退火具体为：

在880℃-920℃的温度下保温5-8小时；