[发明专利]一种自润滑铝合金挤压模具型材及其制备方法

权利要求书

1.一种自润滑铝合金挤压模具型材，其特征在于，按照质量百分数包括以下组分：3.2~3.6%C、3.0~3.6%Si、0.04~0.06%Mg_残留，2.50~5.49%Cr、0.50~2.5%Mo、0.5~1.5%V、≤0.50%Mn、0.5~0.8%Ca、0.8~1.5%Ba、≤0.08%P、≤0.025%S，其余为Fe和不可避免的杂质；其组织为：金属基体+大量、细小和均匀分布的全共晶球形石墨；金属基体是回火索氏体+球形碳化物；球形石墨必须满足：所述模具型材的有效厚度或直径不大于300mm，其中心处的石墨球密度数不低于500个/mm²，且均是共晶石墨球，无初生石墨球，石墨球在型材中的占比为10%。

2.一种自润滑铝合金挤压模具型材的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，按照自润滑铝合金挤压模具型材的组分组成称取：废钢、生铁原料、孕育剂、球化剂、铬铁、钼铁、钒铁、硅铁；将废钢、生铁原料放入中频感应炉中加热熔炼成铁水，然后再加入铬铁、钼铁、钒铁、硅铁，使其熔化于铁水中；

孕育剂按照质量分数包括以下组分：8~10%Ba，10~12%Ca，0.010~0.015%Bi，1~2%Re，60~70%Si，2.0~2.5%Mn，其余为Fe；孕育剂的质量占铁水总质量的0.6~1.0%；球化剂按照质量分数包括以下组分：5.5~6.5%Mg，1.5~2.5%Re，4.0~5.0%Si，1.5~2.5%Ca，≤1.3%Mn，≤0.5%Al，≤0.4%Ti，其余为Fe；球化剂的质量占铁水总质量1.0~1.2%，且保证型材中残余Mg含量为0.04~0.06%，稀土Re 含量为0.03~0.06%；

步骤2，将步骤1中熔炼的铁水倒入浇包，然后将球化剂和孕育剂分别采用喂丝孕育和球化的方式加入到浇包的铁水中；

经步骤2后，铁水的组成成分为3.2~3.6%C、3.0~3.6%Si、0.04~0.06%Mg_残留、2.50~5.49%Cr、0.50~2.5%Mo、0.5~1.5%V、≤0.50%Mn、0.5~0.8%Ca、0.8~1.5%%Ba、≤0.08%P、≤0.025%S，其余为Fe和不可避免的杂质；

步骤3，将步骤2中完成孕育和球化的铁水倒入水平连铸装置的结晶炉中，按照铁型材水平连铸工艺规范实现铁水的凝固和连铸出模具型材；

步骤4，对步骤3中获得的模具型材进行去应力退火，冷却；去应力退火温度为450~500℃，退火时间为2~3小时，冷却方式为空冷；

步骤5，对完成去应力退火的模具型材进行淬火处理；淬火加热温度为1000-1050℃，淬火加热时间为型材有效厚度的3倍，淬火介质为油；

步骤6，对淬火后的模具型材进行3次回火处理，即可得到自润滑铝合金挤压模具型材。

3.根据权利要求2所述的一种自润滑铝合金挤压模具型材的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，生铁原料为面包铁或高炉铁水；熔炼温度1550~1570℃，保温时间为3~5min。

4.根据权利要求2所述的一种自润滑铝合金挤压模具型材的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，连铸时的拉拔速度要保证每一包铁水在8min内完全拉拔成相应的型材；凝固后得到模具型材的厚度或直径不大于300mm，其中心处的石墨球密度数不低于500个/mm²，且均是共晶石墨球，无初生石墨球，石墨球在型材中的体积百分占比为10%。

5.根据权利要求2所述的一种自润滑铝合金挤压模具型材的制备方法，其特征在于，所述步骤6中，回火温度为550-580℃，回火时间为1h。