CN102418043A - 一种高强韧性剪刃模具钢及热处理方法 - Google Patents

一种高强韧性剪刃模具钢及热处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于金属材料领域，涉及一种高强韧冷热剪刃用模具钢及热处理方法，其特征在于成份重量百分范围为：C：0.45～0.6、Si：0.6～1.2、Mn≤0.4 Cr：4～6%、Mo：0.6～1.6、W：0.8～1.5、V：0.4～1.1、S和P ≤0.03，余量为铁。热处理工艺：淬火温度1030～1050℃，硬度要求53～56，回火温度为580℃2次；硬度要求56～59，回火温度为560℃2次。本发明的优点在于淬火回火状态HRC52-58，用于轧钢厂冷热剪刃，其寿命比釆用H13、H12、H11钢平均寿命提高一倍以上，其价格仅比以上钢材价格提高15%，性价比大幅度提高。

Description

一种高强韧性剪刃模具钢及热处理方法
技术领域
本发明属于金属材料领域，特别涉及一种高强韧性剪刃模具钢及热处理方法。
背景技术
改革开放以来，我国钢铁行业有了突飞猛进的发展，特别是进入二十世纪以来，我国钢铁产量一直处于国际老大的地位，用于轧钢线上圆钢，钢筋，钢板等剪切刀片用量大幅增加。目前，用于剪刃用模具钢存在着寿命短，不能满足市场需求的现象。根据剪切钢材料工作条件对剪刃的要求，这种剪刃应当具备高强度、高韧性、高的耐磨性。
目前，国内轧钢厂冷剪刃一般采用4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si，大型宽板用剪刃也有采用LD模具钢，热剪刃一般采用H13、H12、H11或3Cr2W8V，同时这四种钢也适用于冷剪刃。
4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si剪刃钢改革开放前被普遍采用，改革开放以后，特别是进入二十世纪以来，H13、H12、H11模具钢被普遍用于冷热剪刃，前三种钢成本较低，但韧性不足，容易蹦刃。后三种钢韧性足够，但强度耐磨性不足，性价比不高。特别是钢筋穿水冷却后，表面硬度高，剪刃寿命短，更换频繁，不能满足生产需要。
发明内容
本发明目的是为了解决现有模具钢韧性不足，容易蹦刃或钢韧性足够、但强度耐磨性不足，性价比不高等问题，提供一种成本较低，强韧性高，耐磨性高，性价比高的高强韧性剪刃模具钢，能满足轧钢行业对冷热剪刃的需求，降低生产成本，节约资源。
一种高强韧性剪刃模具钢，成份重量百分比范围为：
C 0.45～0.6 Si 0.6～1.2  Mn ≤0.4    Cr 4～6％
Mo 0.6～1.6 W 0.8～1.5   V 0.4～1.1  S、P  ≤0.03
余量为铁。
上述高强韧性剪刃模具钢热处理工艺为：淬火温度1030～1050℃
回火温度1.当硬度要求为HRC53～56，回火温度580℃2次；
2.当硬度要求为HRC56～59，回火温度560℃2次。
合金设计以H12钢为基本成份，主要将钢的含碳量提高，H12碳含量为0.35％，本钢种将含碳量提高到0.45～0.6，一般控制在0.50～0.55范围内，从而将回火硬度很均匀的控制在HRC53-58范围内，碳化物数量也增加，从而大大的提高了耐磨性，使其寿命比H13提高了一倍以上。
本发明成本较低，强韧性高，耐磨性高，性价比高，能满足轧钢行业对冷热剪刃的需求，降低生产成本，节约资源。
具体实施方案
本发明研究了成份，热处理工艺，性能，设计实施2种炉号
成份见下表：
Figure BDA0000121282980000021
淬火温度与淬火硬度(A炉)：
 淬火温度℃   960   980   1000   1010   1030   1050
 淬火硬度HRC   48.50   51.50   53.50   57.00   57.00   60.50
回火温度与回火硬度(A炉)：
Figure BDA0000121282980000022
淬火温度与淬火硬度(B炉)：
 淬火温度℃   980   1030   1050   1070   1090   1110   1130
 淬火硬度HRC   57.0   61.00   62.00   63.50   63.50   62.00   62.00
回火温度与回火硬度(B炉)：
Figure BDA0000121282980000031
热处理工艺：
设备：井式气氛保护炉
预热温度850℃，
淬火温度1030～1050℃，
冷却：油冷至200～300℃出炉空冷。
回火工艺I：HRC 56～58，
560℃2次，
回火工艺II：HRC 53～56
580℃2次。
本发明DH2钢采用感应炉加电渣，锻打成材，总共生产121吨，用于轧钢厂冷热剪刃。其平均寿命比H13提高1倍以上，很受客户欢迎，目前正在扩大生产规模以满足市场需求。

Claims (2)

1.一种高强韧性剪刃模具钢，其特征在于成份重量百分比范围为：
C：0.45～0.6、Si：0.6～1.2、Mn ≤0. 4、Cr ：4～6%、Mo ：0.6～1.6、W ：0.8～1.5、 V ：0.4～1.1、    S和P  ≤ 0. 03，余量为铁。
2.如权利要求1所述高强韧性剪刃模具钢的热处理方法，其特征在于热处理工艺为：
    淬火温度：1030～1050℃，
    回火温度：1）.当硬度要求为HRC53～56，回火温度580℃ 2次；
               2）.当硬度要求为HRC56～59，回火温度560℃ 2次。
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