[发明专利]一种低碳高硬度高韧性结合的模具钢及其生产工艺

说明书

本发明涉及模具钢技术领域，具体为一种低碳高硬度高韧性结合的模具钢及其生产工艺，其由如下重量百分比的成分组成：C:0.04～0.20％；Si：0.15～0.38％；Mn：1.95～2.55％；Cr：2.7～3.4％；Mo:0.20～0.35％；V：0.25～0.30％；Ni：0.85～1.20％；P≤0.01％；S≤0.003％；Cu≤0.10％；[H]≤1.5ppm；[O]≤18ppm；[N]≤140ppm；Fe余量；本发明优化了模具钢的原料配占比，使生产出来的模具钢不仅具有高硬度还具有高韧性，具有好的抗变形能力，避免制造的模具非正常失效，保证模具安全、可靠且比较长的使用寿命，本发明适合制造不同类型的塑胶模具，本发明的低硫含量及均匀的组织确保了良好的抛光性能，能降低抛光成本，可获得更好的抛光表面。

技术领域

本发明涉及模具钢技术领域，具体为一种低碳高硬度高韧性结合的模具钢及其生产工艺。

背景技术

模具工业是先行工业，被称为工业之母，是发展其他工业的基础，是衡量一个国家工业水平的重要标志。模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种，分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三类，用于锻造、冲压、挤压、压铸等。由于各种模具用途不同，工作条件复杂，因此需要模具钢具有高硬度和高韧性以满足不同工作条件的使用。

塑料模具是塑料成型加工工业的重要装备材料，需求量大，且品种规格多，在模具钢中占较大比例。塑料模具钢一般要求具有一定的强度、硬度、耐磨性和耐蚀性，同时也要求具有良好的切削加工性能、抛光性能、蚀刻加工性能等。为了推出一种适合制造不同类型的塑胶模具的模具钢，本发明提出了一种低碳高硬度高韧性结合的模具钢及其生产工艺。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种低碳高硬度高韧性结合的模具钢及其生产工艺。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种低碳高硬度高韧性结合的模具钢，所述的模具钢由如下重量百分比的成分组成：C:0.04～0.20％；Si：0.15～0.38％；Mn：1.95～2.55％；Cr：2.7～3.4％；Mo:0.20～0.35％；V：0.25～0.30％；Ni：0.85～1.20％；P≤0.01％；S≤0.003％；Cu≤0.10％；[H]≤1.5ppm；[O]≤18ppm；[N]≤140ppm；Fe余量。

一种耐高温和高韧性的模具钢的生产工艺，包括以下步骤：

S1电炉冶炼、精炼、真空脱气、二次真空脱气：将重量百分比为C:0.04～0.20％；Si：0.15～0.38％；Mn：1.95～2.55％；Cr：2.7～3.4％；Mo:0.20～0.35％；V：0.25～0.30％；Ni：0.85～1.20％；P≤0.01％；S≤0.003％；Cu≤0.10％；[H]≤1.5ppm；[O]≤18ppm；[N]≤140ppm；Fe余量的钢料放入电炉中冶炼成钢水，再将制成的钢水放入精炼炉中精炼，最后在VD钢包精炼炉内对钢水进行真空脱气与二次真空脱气处理；

S2浇注Φ520mm(平均直径)自耗电极：将S1步骤中进行二次真空脱气处理后的钢水浇注到模具内，冷却成型后得到平均直径为520mm的自耗电极电极坯，浇注过程中采用氩气保护浇注并使用封闭式氩气保护罩；

S3退火：自耗电极电极坯再结晶退火；

S4锯切冒口：切割掉S3步骤中自耗电极电极坯的冒口和浇道制得自耗电极；

S5电极焊接：将S4步骤中的自耗电极抛光至见金属色，然后将假电极与自耗电极焊接；

S6电渣重熔Φ710mm(平均直径)锭：对自耗电极进行电渣重熔，得到钢锭；

S7高温锻造均质化：对S6步骤中的钢锭进行高温锻造加工，形成一均质化锻件；

S8锻后球化退火：对S7步骤中的锻件进行球化退火处理；