[发明专利]一种高硬度高韧性的防锈模具钢及其生产工艺

说明书

本发明涉及模具钢技术领域，具体为一种高硬度高韧性的防锈模具钢及其生产工艺，其由如下重量百分比的成分组成：C:0.45～0.60％；Si：0.30～0.55％；Mn：0.50～0.70％；Cr：15.95～16.55％；Mo:0.55～0.68％；V：0.50～0.68％；Ni：0.70～1.25％；P≤0.01％；S≤0.003％；Cu≤0.15％；[H]≤1.5ppm；[O]≤16ppm；[N]≤140ppm；Fe余量，本发明中优化了防锈模具钢的原料配占比，提高了模具钢硬度的同时也保证了模具钢具有优良的韧性，将Cr和Ni的含量控制在15.95～16.55％、0.70～1.25％，得到的防锈模具钢具有优良的耐腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及模具钢技术领域，具体为一种高硬度高韧性的防锈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。

目前不锈系列模具钢都是低硬度，如1Cr13-4Cr13、0Cr17Ni9Ti、1Cr17Ni9Ti、304、2316等。高硬度具有代表性的就属9Cr18、9Cr18Mo、40Cr13但是韧性差，抗疲劳性能不理想。但是，医疗方面大部分是需要高硬度、高防锈，还有高韧性相匹配的不锈模具钢，这在国内仍是一片空白，因此开发一款高硬度高韧性的防锈模具钢，以替代进口模具钢，提升我国模具制造水平是十分必要的。

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，而提出的一种高硬度高韧性的防锈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：

一种高硬度高韧性的防锈模具钢，所述的防锈模具钢由如下重量百分比的成分组成：C:0.45～0.60％；Si：0.30～0.55％；Mn：0.50～0.70％；Cr：15.95～16.55％；Mo:0.55～0.68％；V：0.50～0.68％；Ni：0.70～1.25％；P≤0.01％；S≤0.003％；Cu≤0.15％；[H]≤1.5ppm；[O]≤16ppm；[N]≤140ppm；Fe余量。

一种耐高温和高韧性的防锈模具钢的生产工艺，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:0.45～0.60％；Si：0.30～0.55％；Mn：0.50～0.70％；Cr：15.95～16.55％；Mo:0.55～0.68％；V：0.50～0.68％；Ni：0.70～1.25％；P≤0.01％；S≤0.003％；Cu≤0.15％；[H]≤1.5ppm；[O]≤16ppm；[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；