[发明专利]一种新型低合金模具专用高速钢及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种新型低合金模具专用高速钢及其制备工艺，其由如下重量百分含量的化学元素组成：C：0.75%~0.98%，Si：0.32%~0.68%，Mn：0.3%~0.5%，P：≤0.03%，S：≤0.03%，Cr：5.2%~6.3%，W：1.1%~1.5%，Mo：2.45%~3.45%，V：0.33%~0.61%，Co：0.32%~1.32%，余量为Fe。本发明将大大降低了原料成本，控制W含量1.1%~1.5%、Mo含量2.45%~2.85%，且以Mo形成的碳化物为主，并将本发明的高速钢的C饱和度控制在下线，从而使模具钢的固溶温度在1050‑1100之间，适用于通用模具钢的淬火温度，可得良好的固溶组织。本发明加入0.32%~1.32%的Co元素，Co具有细化晶粒和碳化物及保持高温红硬性的作用，从而使本发明的钢适用于当下模具对高速钢的选材。

技术领域

本发明属于合金领域，特别涉及一种新型低合金模具专用高速钢及其制备工艺。

背景技术

高速钢（HSS）是一种具有高硬度、高耐热性的工具钢，又称高速工具钢或锋钢，俗称白钢。意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化，并且很锋利。它是一种成分复杂的合金钢，含有钨、钼、铬、钒、钴等碳化物形成元素。合金元素总量达10～25%左右。它在高速切削产生高热情况下(约500℃)仍能保持高的硬度，HRC能在60以上。高速钢的工艺性能好，强度和韧性配合好，因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具，也可制造高温轴承和冷挤压模具等。除用熔炼方法生产的高速钢外，20世纪60年代以后又出现了粉末冶金高速钢，它的优点是避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。传统高速因为是给切削刀具选材，所以特性以红绠性，耐磨性为主，而模具以韧性和耐磨性为主，所以传统高速钢不适于模具选材。

发明内容

针对现有模具行业的需求，本发明的目的在于提供一种新型低合金模具专用高速钢，其固溶温度低于传统高速钢普遍淬火温度，解决传统高速钢生产的模具上机使用时易出现的崩模或爆模的问题；本发明的另一目的在于提供一种新型低合金模具专用高速钢的制备工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新型低合金模具专用高速钢，由如下重量百分含量的化学元素组成：C：0.75%~0.98%，Si：0.32%~0.68%，Mn：0.3%~0.5%，P：≤0.03%，S：≤0.03%，Cr：5.2%~6.3%，W：1.1%~1.5%，Mo：2.45%~3.45%，V：0.33%~0.61%，Co：0.32%~1.32%，余量为Fe。

本发明的进一步改进方案为：

一种新型低合金模具专用高速钢，由如下重量百分含量的化学元素组成：C：0.83%~0.91%，Si：0.4%~0.6%，Mn：0.38%~0.45%，P：≤0.03%，S：≤0.03%，Cr：5.25%~6.25%，W：1.15%~1.45%，Mo：2.5%~2.85%，V：0.4%~0.55%，Co：0.4%~0.8%，余量为Fe。

本发明的更进一步改进方案为：

一种新型低合金模具专用高速钢的制备工艺，包括以下步骤：

第一步、冶炼：按照上述配比，将原料经过中频炉、炉外精炼、真空脱气或经过电炉、炉外精炼、真空脱气冶炼，冶炼后浇注成钢锭，将得到的钢锭进行等温球化退火；

第二步、锻轧：将第一步冶炼得到的钢锭锻轧成成品钢，将得到的成品钢进行等温球化退火；

第三步、淬火：将第二步得到的成品钢进行淬火处理，根据成品厚度设定淬火时间，随后回火3~5次，每次回火温度为540℃~560℃。

第一步中所述中频炉为15吨中频炉；所述电炉为10~30吨电炉。

第二步所述锻轧温度为950℃~1180℃。