[发明专利]一种高性能硬质合金模具材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能硬质合金模具材料及其制备方法，涉及模具材料技术领域，该模具材料包括以下按重量百分比计的化学成分：Sr：0.07‑0.11％、Be：0.03‑0.05％、In：0.01‑0.03％、Sc：0.04‑0.08％、Yb：0.02‑0.05％、Nb：0.06‑0.10％、N：0.002‑0.005％。本发明的模具材料制备简单方便，综合性能优良。

技术领域

本发明涉及模具材料技术领域，具体涉及一种高性能硬质合金模具材料及其制备方法。

背景技术

模具钢是用来制造冷冲模、热锻模压铸模等模具的钢种。模具的质量直接影响着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产成本，而模具的质量与使用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外，主要受模具自身材料、制备及热处理工艺的影响。而随着科学技术的进步及社会发展需求，对模具材料的要求越来越高，尤其是大型模具材料，其产出的成品体积较大，若是使用的模具综合性能存在不足缺陷，将会给制造企业带来严重的损失；而现有的模具材料已经逐渐无法满足市场及企业的需要，因此，研制出一种组织结构稳定、机械性能优良的模具钢材料相当有必要。

公开号为CN107523753A的专利申请，公开了一种模具钢，其包括以下重量份的原料组成：碳2-5份；硅30-40份；锰0.5-2份；铝0.5-1.5份；磷0.5-1份；铁50-60份；铬2-4份；钒0.1-0.5份。另外，该发明在原料组分中还添加有少量的高岭土，提高了可塑性和使用寿命，但其未有结合数据说明，也未阐明导线的其它性能指标。

公开号为CN106929767A的专利申请，公开了一种模具材料，其包括采用70份的低碳钢，28份的黄铜，0.5份的铬，0.2份的镍，1份钛，0.3份的硅混合制成。该发明的各种金属配比合理，使得模具具有良好的抗氧化性、良好的耐磨损性，采用材料中占比少的金属先混合再与材料中大占比的材料混合，使得材料混合更充分，使得材料具有良好的热疲劳性。但是，材料的碳含量高，力学性能及加工型有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能硬质合金模具材料及其制备方法，该种模具材料制备简单方便，综合性能优良。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种高性能硬质合金模具材料，包括以下按重量百分比计的化学成分：Sr：0.07-0.11％、Be：0.03-0.05％、In：0.01-0.03％、Sc：0.04-0.08％、Yb：0.02-0.05％、Nb：0.06-0.10％、N：0.002-0.005％，余量为Fe。

进一步地，上述模具材料包括以下按重量百分比计的化学成分：Sr：0.09％、Be：0.04％、In：0.02％、Sc：0.06％、Yb：0.04％、Nb：0.08％、N：0.003％，余量为Fe。

进一步地，上述模具材料中不可避免的杂质含量≤0.01％。

上述的一种高性能硬质合金模具材料的制备方法，按照以下步骤进行：

步骤1：先将工业废钢、金属原料加入到熔炼炉中；

先在温度为1485-1495℃条件下，冶炼1.2-1.6h；

再在温度为1535-1555℃条件下，冶炼2.5-3h；

之后在温度为1605-1625℃条件下，冶炼2-2.4h；

熔炼后加入精炼剂，再在LF炉中精炼处理，之后在真空度为60-70Pa的脱气炉中真空脱气35-40min；

步骤2：将步骤1制得的熔液在氩气保护下浇铸成钢棒，电搅频率为4.5Hz、电流控制在140A；