CN103331417A - 冷作模具模块铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冷作模具模块铸造方法,包括以下步骤:S1,熔炼冷作模具钢钢水;S2,向钢水中加入稀土合金变质剂;加入的变质剂的质量为钢水的质量的0.15~0.45%;S3,按照冷作模具模块的尺寸制造消失模泡沫块,并将泡沫块埋入砂箱;S4,浇注加入变质剂的钢水;S5,取出冷作模具模块铸件,并进行热处理。与现有技术相比,本发明通过消失模铸造工艺来制作冷作模具模块,模具的机加工量大大减少,在保证冷作模具性能的同时,节约能源并且减少材料的浪费,生产周期也大大缩短。采用本发明的方法制作冷作模具模块成本低廉,生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及冷作模具模块的制造方法,更具体地说,涉及一种冷作模具模块铸造方法。
背景技术
在生产大型的冷作冲压模具时都是选择分开制造模具的各镶块、模块。传统的冷作模具原材料的改锻多采用变向锻造法,主要锻造过程是:镦粗-拔长-镦粗,其存在的缺点是:锻造工艺过程复杂,成本高,加工的效率低,而且锻造模块为简单方形或圆柱体,与冷作模具模块的实际形状相差较大,需要再进行机加工。在锻造后的机加工过程中,机加工量大,会造成大量材料和能源的浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,提供一种能节约原材料、提高加工效率的冷作模具模块铸造方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种冷作模具模块铸造方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,熔炼冷作模具钢钢水;钢水中除Fe外还包含以下元素,以重量百分比计:C1.55~1.75%,Cr11.50~12.50%,V0.20~0.30%,Mo0.45~0.55%,Si不大于0.25%,Mn不大于0.20%,S不大于0.030%,P不大于0.030%,Ni不大于0.15%,Cu不大于0.2%,Fe为余量,各元素重量百分比之和为100%;
S2,向钢水中加入稀土合金变质剂,得到加入变质剂的钢水,加入的变质剂的质量为钢水的质量的0.15~0.45%;其中,变质剂中除Fe外还包含以下元素,以重量百分比计:RE14.0~20.5%,Mg3.0~4.5%,Si25~30%,Mn3.0~4.0%,Ca3.0~5.0%,Ti1.5~2.5%,Fe为余量,各元素重量百分比之和为100%;
S3,按照冷作模具模块的尺寸制造消失模泡沫块,并将泡沫块埋入砂箱;
S4,浇注加入变质剂的钢水;
S5,取出冷作模具模块铸件,并进行热处理。
所述钢水中除Fe外还包含以下元素,以重量百分比计:C1.72%,Cr12.03%,V0.25%,Mo0.50%,Si不大于0.25%,Mn不大于0.20%,S不大于0.030%,P不大于0.030%,Ni不大于0.15%,Cu不大于0.2%,Fe为余量,各元素重量百分比之和为100%。
所述变质剂中除Fe外还包含以下元素,以重量百分比计:RE18.2%,Mg4.1%,Si26.5%,Mn3.0%,Ca3.5%,Ti2.1%,Fe为余量,各元素重量百分比之和为100%。
在所述步骤S2中,当所述钢水的温度达到1550℃时,采用喂丝工艺加入变质剂。
所述喂丝工艺中采用的丝的内芯为所述变质剂,所述内芯的外侧依次包覆低碳钢管和铝管。
所述低碳钢管的壁厚为0.2~2.5mm,所述铝管的壁厚为0.5~3.0mm。
在所述步骤S5中,所述热处理工艺先进行等温退火,再进行中温淬火,最后进行低温回火。
所述等温退火工艺为:在井式热处理炉中加热到870℃,保温3h;缓冷到740℃,保温3h;随炉缓冷到500℃后出炉。
所述中温淬火工艺为:加热到840℃,保温30min,继续升温到1040℃,保温20min,油淬。
所述低温回火工艺为:在井式热处理炉中加热到200℃,保温2h后空冷。
实施本发明的冷作模具模块铸造方法,具有以下有益效果:
1、本发明的冷作模具钢钢水在铸造后仍具有良好的性能,具有较高的硬度和冲击韧性,能满足冷作模具模块的使用需求。
2、本发明的模具材料中加入了稀土合金变质剂,稀土合金变质剂对线收缩率影响不大,变质剂可以使铸件获得比较好的金相组织,细化晶粒并且提高硬度值和冲击韧性,改善钢液的流动性和凝固性能,改善铸件的成分偏析和钢液的充型性能,使铸件内合金元素分布更均匀,降低铸件的表面粗糙度。
3、本发明通过消失模铸造工艺来制作冷作模具模块,模具的机加工量大大减少,在保证冷作模具性能的同时,节约能源并且减少材料的浪费,生产周期也大大缩短。采用本发明的方法制作冷作模具模块成本低廉,生产效率高。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是冷作模具模块的结构示意图;
图2是冒口的结构示意图;
图3是冒口的主视图;
图4是冒口的俯视图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明的冷作模具模块铸造方法包括以下步骤:
S1,熔炼冷作模具钢钢水;选用中频感应熔炼炉熔化钢水,用镁砂作为炉衬材料,在炉膛中央放置一个圆柱模块,炉衬打好后将感应线圈的功率先加到10KW,烘烤炉衬,保温6h,直到中间的圆柱形模块周围的镁砂完全烧结,呈黑色变脆为止(此过程为烘烤炉衬材料)。取出中间的圆柱形模块,放入准备好待熔炼的原材料,该材料中以重量百分比计:C1.55~1.75%,Cr11.50~12.50%,V0.20~0.30%,Mo0.45~0.55%,Si不大于0.25%,Mn不大于0.20%,S不大于0.030%,P不大于0.030%,Ni不大于0.15%,Cu不大于0.2%,剩下的成分为Fe。在本发明的一个优选实施例中,C1.72%,Cr12.03%,V0.25%,Mo0.50%,Si不大于0.25%,Mn不大于0.20%,S不大于0.030%,P不大于0.030%,Ni不大于0.15%,Cu不大于0.2%,剩下的成分为Fe。将加热线圈功率选择到30KW,保持一小时试块可完全熔化,得到钢水。
S2,向钢水中加入稀土合金变质剂,得到加入变质剂的钢水,加入的变质剂的质量为钢水的质量的0.15~0.45%;变质剂中除Fe外还包含以下元素,以重量百分比计:RE14.0~20.5%,Mg3.0~4.5%,Si25~30%,Mn3.0~4.0%,Ca3.0~5.0%,Ti1.5~2.5%;加入的变质剂的质量为原钢水的质量的0.15~0.45%,Fe为余量;在本发明的一个优选实施例中,RE18.2%,Mg4.1%,Si26.5%,Mn3.0%,Ca3.5%,Ti2.1%,Fe为余量,加入的变质剂的质量为钢水的质量的0.4%。
用红外线测温仪测量钢水的温度,当达到1550℃时,插铝出钢(出钢时加稀土和插铝的作用:终脱氧和孕育的目的),采用喂丝工艺稀土合金进行变质处理(采用喂丝工艺加入变质剂)。喂丝工艺中采用的丝的内芯为稀土合金变质剂,内芯的外侧依次包覆低碳钢管和铝管。低碳钢管的壁厚为0.2~2.5mm,出钢温度越高或量越大,管壁越厚;铝管的壁厚为0.5~3.0mm,壁厚按照每吨钢水铝管重0.3~0.6Kg制作。脱氧、钢水净化、杂质改性、微合金化处理等工艺可通过喂丝工艺一步完成。
S3,按照冷作模具模块的尺寸制造消失模泡沫块,将锆英粉涂料溶于水后均匀涂在泡沫型表面,在烘箱中加热到60℃保温1小时烘干涂料中的水份,再涂一层涂料烘干,反复三次直到泡沫表面完全结上一层致密的锆英粉保护层。
然后将有锆英粉保护层的泡沫块埋入砂箱。冷作模具模块的形状如图1所示(选用某款汽车生产中的拼块式板料冲压模的镶块之一为例)。
浇注模块(有锆英粉保护层的泡沫块)是按照铸件工作面垂直向下放置的,浇冒口设置在浇注模块的最上方,尽量靠近浇注模块的三角加强筋部位,经过综合比较,浇冒口位置的区别对浇注模块内缺陷的分布有一定影响。浇冒口设置在固定面根部形成缩松缩孔的分布和面积最小、数量最少,故冒口的最佳位置为固定面根部。增大浇冒口的尺寸,对铸件内减少最后凝固液相线区没有帮助;浇冒口的尺寸过小,会使铸件产生过多缩孔,对铸件内缩松影响不大;增加浇冒口的高度只能增大浇冒口内的缩孔。本实施例中浇冒口尺寸L×B×H为110×85×80mm,如图2-图4所示。
S4,浇注加入变质剂的钢水;本发明冷作模具钢的液相线温度为1482℃,若浇注温度低于材料液相凝固温度,会影响铸件的充型凝固过程,选取浇注温度为1500℃来观察缩孔和缩松的情况。经过综合比较,随着浇注温度的升高,铸件的充型时间和铸件内缩松的体积变化不大,而缩孔变多,铸件的凝固时间也延长,继续提高浇注温度会造成能源的浪费,因此最佳的铸件浇注温度为1500℃。
S5,取出冷作模具模块铸件,并进行热处理。铸件在型号为SG2-5-12,额定功率5KW,额定温度为1200℃的井式热处理炉中进行等温退火工艺:在井式热处理炉中加热到870℃,通过型号为KSW-6D-16的温度控制仪用热电偶测量温度,保温3h;缓冷到740℃,保温3h;随炉缓冷到500℃后出炉,冷却速度小于30℃/h。再进行中温淬火工艺:加热到840℃,保温30min,继续升温到1040℃,保温20min,取出油淬。最后进行低温回火工艺:在井式热处理炉中加热到200℃,保温2h后空冷,得到冷作模具模块。
通过上述步骤制得的冷作模具模块的硬度为62HRC,抗压强度为5100Mpa,抗弯强度为4000Mpa,可以满足冷作模具的使用需求。
在本发明的另一个优选实施例中,步骤S1中的冷作模具钢材料中除Fe外还包含以下元素,以重量百分比计:C1.72%,Cr12.03%,V0.25%,Mo0.50%,Si0.15%,Mn0.10%,S0.020%,P0.015%,Ni0.05%,Cu0.1%,Fe为余量,各元素重量百分比之和为100%。
步骤S2中加入的合金变质剂中除Fe外还包含以下元素,以重量百分比计:RE18.2%,Mg4.1%,Si26.5%,Mn3.0%,Ca3.5%,Ti2.1%,,Fe为余量,各元素重量百分比之和为100%。加入的变质剂的质量为冷作模具钢材料的质量的0.4%。
本实施例的其它步骤与上述实施例相同,在此不再赘述。
通过本实施例中的方法制得的冷作模具模块的硬度为63HRC,抗压强度为5120Mpa,抗弯强度为4010Mpa,可以满足冷作模具的使用需求。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种冷作模具模块铸造方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,熔炼冷作模具钢钢水;钢水中除Fe外还包含以下元素,以重量百分比计:C1.55~1.75%,Cr11.50~12.50%,V0.20~0.30%,Mo0.45~0.55%,Si不大于0.25%,Mn不大于0.20%,S不大于0.030%,P不大于0.030%,Ni不大于0.15%,Cu不大于0.2%,Fe为余量,各元素重量百分比之和为100%;
S2,向钢水中加入稀土合金变质剂,得到加入变质剂的钢水,加入的变质剂的质量为钢水的质量的0.15~0.45%;其中,变质剂中除Fe外还包含以下元素,以重量百分比计:RE14.0~20.5%,Mg3.0~4.5%,Si25~30%,Mn3.0~4.0%,Ca3.0~5.0%,Ti1.5~2.5%,Fe为余量,各元素重量百分比之和为100%;
S3,按照冷作模具模块的尺寸制造消失模泡沫块,并将泡沫块埋入砂箱;
S4,浇注加入变质剂的钢水;
S5,取出冷作模具模块铸件,并进行热处理。
2.根据权利要求1所述的冷作模具模块铸造方法,其特征在于,所述钢水中除Fe外还包含以下元素,以重量百分比计:C1.72%,Cr12.03%,V0.25%,Mo0.50%,Si不大于0.25%,Mn不大于0.20%,S不大于0.030%,P不大于0.030%,Ni不大于0.15%,Cu不大于0.2%,Fe为余量,各元素重量百分比之和为100%。
3.根据权利要求1所述的冷作模具模块铸造方法,其特征在于,所述变质剂中除Fe外还包含以下元素,以重量百分比计:RE18.2%,Mg4.1%,Si26.5%,Mn3.0%,Ca3.5%,Ti2.1%,Fe为余量,各元素重量百分比之和为100%。
4.根据权利要求1所述的冷作模具模块铸造方法,其特征在于,在所述步骤S2中,当所述钢水的温度达到1550℃时,采用喂丝工艺加入变质剂。
5.根据权利要求4所述的冷作模具模块铸造方法,其特征在于,所述喂丝工艺中采用的丝的内芯为所述变质剂,所述内芯的外侧依次包覆低碳钢管和铝管。
6.根据权利要求5所述的冷作模具模块铸造方法,其特征在于,所述低碳钢管的壁厚为0.2~2.5mm,所述铝管的壁厚为0.5~3.0mm。
7.根据权利要求1所述的冷作模具模块铸造方法,其特征在于,在所述步骤S5中,所述热处理工艺先进行等温退火,再进行中温淬火,最后进行低温回火。
8.根据权利要求7所述的冷作模具模块铸造方法,其特征在于,所述等温退火工艺为:在井式热处理炉中加热到870℃,保温3h;缓冷到740℃,保温3h;随炉缓冷到500℃后出炉。
9.根据权利要求7所述的冷作模具模块铸造方法,其特征在于,所述中温淬火工艺为:加热到840℃,保温30min,继续升温到1040℃,保温20min,油淬。
10.根据权利要求7所述的冷作模具模块铸造方法,其特征在于,所述低温回火工艺为:在井式热处理炉中加热到200℃,保温2h后空冷。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103752771A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-04-30 | 安徽星亚冶金科技有限公司 | 一种消失模铸造高铬搅拌机叶片的制造方法 |
CN104196022A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-12-10 | 安徽星亚冶金科技有限公司 | 一种预应力混凝土方桩桩尖和桩帽的生产工艺 |
EP3255165A4 (en) * | 2015-02-04 | 2018-07-04 | Hitachi Metals, Ltd. | Cold work tool material, cold work tool and method for manufacturing same |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105331789A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-02-17 | 武汉理工大学 | 车身模具铸造镶块热处理方法 |
CN109468544B (zh) * | 2018-11-22 | 2020-09-01 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 高碳高铬冷作模具钢及其制备方法 |
CN109676089A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-04-26 | 安徽省安工机械制造有限公司 | 一种重型卡车用推力杆支架的制作方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1410577A (zh) * | 2001-10-08 | 2003-04-16 | 左生华 | 稀土金属丝包芯线 |
CN1613598A (zh) * | 2004-12-14 | 2005-05-11 | 河北工业大学 | 铸造低合金冷作的模具钢的制造工艺及其制作的模具钢 |
CN101381844A (zh) * | 2008-09-11 | 2009-03-11 | 山东中天模具有限公司 | 冷作模具钢材料及其制作工艺 |
CN101748251A (zh) * | 2008-11-28 | 2010-06-23 | 山东泰山钢铁集团有限公司 | 一种Cr12MoV冷作模具钢模块的锻造方法 |
CN102477516A (zh) * | 2010-11-26 | 2012-05-30 | 浙江黄岩冲模厂 | 新型铸造模具钢及其制造方法 |
-
2013
- 2013-03-13 CN CN 201310079917 patent/CN103147019A/zh not_active Withdrawn
- 2013-05-28 CN CN2013102055860A patent/CN103331417A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1410577A (zh) * | 2001-10-08 | 2003-04-16 | 左生华 | 稀土金属丝包芯线 |
CN1613598A (zh) * | 2004-12-14 | 2005-05-11 | 河北工业大学 | 铸造低合金冷作的模具钢的制造工艺及其制作的模具钢 |
CN101381844A (zh) * | 2008-09-11 | 2009-03-11 | 山东中天模具有限公司 | 冷作模具钢材料及其制作工艺 |
CN101748251A (zh) * | 2008-11-28 | 2010-06-23 | 山东泰山钢铁集团有限公司 | 一种Cr12MoV冷作模具钢模块的锻造方法 |
CN102477516A (zh) * | 2010-11-26 | 2012-05-30 | 浙江黄岩冲模厂 | 新型铸造模具钢及其制造方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
李青: "铸造高合金冷作模具钢镶块的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103752771A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-04-30 | 安徽星亚冶金科技有限公司 | 一种消失模铸造高铬搅拌机叶片的制造方法 |
CN104196022A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-12-10 | 安徽星亚冶金科技有限公司 | 一种预应力混凝土方桩桩尖和桩帽的生产工艺 |
EP3255165A4 (en) * | 2015-02-04 | 2018-07-04 | Hitachi Metals, Ltd. | Cold work tool material, cold work tool and method for manufacturing same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103147019A (zh) | 2013-06-12 |
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