[发明专利]一种经济型热作模具钢合金成分

说明书

本发明涉及一种经济型热作模具钢合金成分，属合金钢制造工艺技术领域，其特征在于该钢的各主要合金元素质量百分比为：C 0.30～0.35％；Si≤0.30％；Mn 1.00～1.50％；Cr 2.50～3.00％；Mo 0.30～0.50％；V 0.20～0.40％；Nb 0.03～0.05％；P≤0.010，S≤0.002，Fe余量。采用本发明经济型热作模具钢合金成分制造的成品力学性能与H13钢相当或超越。本发明经济型热作模具钢合金化成分设计思路满足当前我国钢铁企业急需节能降耗，降本增效的转型理念。

技术领域

本发明涉及合金钢制造工艺技术领域，具体是涉及一种经济型热作模具钢合金成分。

背景技术

目前国内市场量较大的热锻模、中低端压铸模、热挤压模等主要采用中合金钢H13和H11系列进行生产。中合金钢具有较好的高温综合性能，但在使用过程中，往往强度有余，而韧性不足，部分热作模具循环使用不到1000次表面就出现大量热裂，由于缺陷较深，无法修模，遂致报废，影响了零件的生产，同时也增加了零件生产的成本，延长了生产周期，而企业大量储备会造成资金链周转环节的压力，如果储备不够，使得企业应急机动性会大大降低，影响整个企业的生产计划。另外，由于中合金钢合金含量较高，尤其是H13钢中的钼、钒元素价格一再攀高，目前合金成本钢厂和用户均已承受不起。因而，为了取得市场的主动性，响应国家提出的“节能降耗”、“降本增效”“绿色环保”等积极政策，我国自主研发一种经济型热作模具钢刻不容缓。同时，通过合理的预先热处理和最终热处理工艺来获得良好的材料使用性能，从而降低材料成本和制造成本，系统地提升模具钢制造技术和质量水平，使我国在模具钢的研发能力、制造水平、使用技术等方面有质的飞跃。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种经济型热作模具钢合金成分，采用经济型低合金化成分设计思路，在高合金钢H13基础上，降低Cr、Si及价格较贵的Mo、V含量，提高价格低廉的Mn含量，并配以微量Nb来保证钢的性能，以满足现阶段国内热作模具钢合金成本和制造成本高这一需求。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为一种经济型热作模具钢合金成分中的各主要合金元素的质量百分比如下：C 0.30～0.35％；Si≤0.30％；Mn 1.00～1.50％；Cr2.50～3.00％；Mo 0.30～0.50％；V 0.20～0.40％；Nb 0.025～0.05％；P≤0.010％，S≤0.002％，Fe余量。

优选地，各主要合金元素的质量百分比如下：C 0.30％；Si 0.30％；Mn 1.50％；Cr2.50％；Mo 0.45％；V 0.26％；Nb 0.028％；P 0.009％，S 0.002％，Fe余量。

优选地，各主要合金元素的质量百分比如下：C 0.35％；Si 0.30％；Mn 1.00％；Cr3.00％；Mo 0.28％；V 0.37％；Nb 0.045％；P 0.010％，S 0.002％，Fe余量。

本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

经合金优化设计，本发明热作模具钢相比于中合金H13钢：一方面材料成本方面大大降低，本发明合金钢总合金含量在H13钢基础上下降了50％，尤其是较贵的合金Mo、V降低幅度较大；二是通过适当提高Mn含量，并添加微量Nb，保证了当前热作模具使用性能的要求；三是经济型热作模具钢的研制满足当前国家对钢铁企业“节能降耗”、“降本增效”“绿色环保”的转型要求。

附图说明

图1为本发明较优实施例中经济型热作模具钢和H13钢淬回火态金相对比图。

图2为本发明较优实施例中经济型热作模具钢和H13钢室温V2型缺口冲击韧性对比图。

图3为本发明较优实施例中经济型热作模具钢和H13钢热稳定性能对比图。