CN104532167B - 一种耐高温合金模具钢的制备方法 - Google Patents

一种耐高温合金模具钢的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104532167B
CN104532167B CN201410830375.0A CN201410830375A CN104532167B CN 104532167 B CN104532167 B CN 104532167B CN 201410830375 A CN201410830375 A CN 201410830375A CN 104532167 B CN104532167 B CN 104532167B
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
temperature
good
alloy
incubated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410830375.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104532167A (zh
Inventor
王文明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HUBEI RISHENG TECHNOLOGY CO LTD
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201410830375.0A priority Critical patent/CN104532167B/zh
Publication of CN104532167A publication Critical patent/CN104532167A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104532167B publication Critical patent/CN104532167B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C22C33/06—Making ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

本发明公开了一种耐高温合金模具钢的制备方法，属于模具材料制造领域。包含C1.5%‑1.8%；Si 0.5%‑6%；Mn0.2%‑0.6%；Al0.6%‑3.2%；Cr3%‑6%；Mo0.5%‑0.6%；S0.1%‑0.2%；B0.01%‑0.2%；Ni 0.1%‑0.2%，其余部分为Fe；所述的模具材料还包括0.01%‑0.02%的磷P、0.005%的稀土元素。加入Cr可以使得合金钢在高温下具有抗氧化性能，且其热腐蚀性能大大提高，其与C结合可以形成硬质化合物，使得其具有良好的耐磨性和韧性。采用一定量的B可以使得合金钢内部延展性好，其提高了合金的高温耐久性能，少量的稀土元素，在材料中加入一定量的稀土，对提高合金的抗氧化性能好，对疲劳裂纹的扩展，有所改善，具有很长的使用寿命和韧性。它可以实现针对耐高温的模具钢材料具有良好的强度和韧性，且耐热性好，成本低。

Description

一种耐高温合金模具钢的制备方法
技术领域
本发明涉及模具材料领域，更具体地说，涉及一种耐高温合金模具钢的制备方法。
背景技术
模具选材是整个模具制作过程中非常重要的一个环节模具选材需要满足三个原则，模具满足耐磨性、强韧性等工作需求，模具满足工艺要求，同时模具应满足经济适用性。坯料在模具型腔中塑性变形时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。
硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断，模具要具有较高的强度和韧性。模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。当模具的工作温度较高，会使硬度和强度下降，导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因此，模具材料应具有较高的抗回火稳定性，以保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度。模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量，降低生产成本，其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。
现有的耐热模具大多采用钢制件，但对于导热要求高的模具，钢制模具和石墨模具比起来差距很大，而高性能的耐热钢成本高，且成型差，铸铁成型优异，导热性能好，但机械性能差，加工性能差，生产效率低加工困难，现有专利中有相关的发明针对高温耐热模具钢做出了改进。
中国专利申请，申请号201210408914.2，公开日2013年2月6日，公开了一种耐热耐磨的模具材料，组成比例为1.2-3.5％C；1.0-3.5％Si；0.5-1.2％Mn；≤0.02％S；0.3-1.0％Cu；0.5-5.0％Cr；0.5-3.0％Al；其余为Fe。上述材料导热性能优于钢而机械心能接近于钢，其化学性能稳定不沾污铝液和耐磨性能好，材料中使用石墨是模具材料导热性能优良，石墨细小及其末端圆钝能保证材料机械性能略微降低，材料所加入的适量合金元素，那么在制作模具时使模具热处理后内腔形成一层与铝及其合金液不侵润的保护膜，在使用过程中内腔膜破损处会不断产生新的保护膜，所以能耐住铝液侵蚀。本发明的材料中Cr元素与碳形成金属化合物从而使得模具具有优良的耐磨性能，材料中石墨是优良固体润滑剂从而能减少磨损，能减少铝极其合金的表面磨损。但其使用的石墨使得模具的硬度在一定程度上有所降低，在针对硬度制作要求高的模具时候达不到所需要求。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的现有模具钢的韧度、强度低和耐热性高等综合性能不能满足问题，本发明提供了一种耐高温合金模具钢的制备方法，它可以实现针对耐高温的模具钢材料具有良好的强度和韧性，且耐热性好，成本低。
2.技术方案
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种耐高温合金模具钢的制备方法，其步骤如下：
(A)称取C1.5％-1.8％；Si 0.5％-6％；Mn0.2％-0.6％；Al0.6％-3.2％；Cr3％-6％；Mo0.5％-0.6％；S0.1％-0.2％；B0.01％-0.2％；Ni 0.1％-0.2％，其余部分为Fe；
(B)将上述各种原料进行熔炼，熔炼后热轧成坯料；
(C)将上一步骤获得的坯料进行固溶处理：将坯料加热至1000-1100℃进行保温3-6小时，采用空冷或油冷冷却至室温；加热过程中，设置880℃保温台阶，保温0.5-1小时；
(D)对上述钢坯进行淬火处理；
(E)回火，将上一步骤获得坯料加热至700-710℃，保温10小时，采用空冷进行降至室温，回火进行两次，第二次回火温度为680-690℃，回火时间为10小时。
更进一步的，步骤(C)中的油冷为分级保温，油冷保温温度为250-300℃。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)一定程度加入Cr可以使得合金钢在高温下具有抗氧化性能，且其热腐蚀性能大大提高，其与C结合可以形成硬质化合物，使得其具有良好的耐磨性和韧性；
(2)其中加入了Al和合金结合可以形成一定的保护膜防止在工作时被腐蚀，可以在采用上述的配比可以使得合金钢在高温下具有良好的硬度和耐腐蚀性；
(3)在材料中加入一定量的稀土，对提高合金的抗氧化性能好，对疲劳裂纹的扩展，有所改善，具有很长的使用寿命和韧性；
(4)采用二次回火技术使得合金钢具有更好的内部韧性，塑性更好。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，对本发明作详细描述。
实施例1
一种耐高温合金模具钢，其特征在于，所述的质量比例如下，
采用一定量的C在钢坯行程中可以提高刚才的塑形和耐高温强度。
加入Si是为了保证其进行热处理时候的稳定性和钢坯的强度，保证其有很好的高温强度和高温硬度，在热处理时候稳定性好。
采用了Mo提高钢在高温下的热强度。可以防止钢材过热造成的不稳定性。
加入Cr可以使得合金钢在高温下具有抗氧化性能，且其热腐蚀性能大大提高，其与C结合可以形成硬质化合物，使得其具有良好的耐磨性和韧性。
采用一定量的B可以使得合金钢内部延展性好，其提高了合金的高温耐久性能。
其中加入了Al和合金结合可以形成一定的保护膜防止在工作时被腐蚀，可以在采用上述的配比可以使得合金钢在高温下具有良好的硬度和耐腐蚀性。本发明使用了一定的B、Al、Mo、Cr材料使得合金钢材具有很好的耐高温特性，且在有高温特性下具有良好的硬度和可加工性，成本低，客推广性强，是良好的锻造高温模具的理想材料。
一种耐高温合金模具钢的制备方法，其步骤如下：
(A)称取C1.5％；Si 0.5％％；Mn0.2％；Al0.6％；Cr6％；Mo0.6％；S0.1％；B0.01％；Ni 0.2％，Fe 90.29％；
(B)将上述各种原料进行熔炼，熔炼后热轧成坯料；
(C)将上一步骤获得的坯料进行固溶处理：将坯料加热至1000-1100℃进行保温3-6小时，采用油冷冷却至室温，油冷为分级保温，油冷保温温度为250-300℃；加热过程中，设置880℃保温台阶，保温0.5小时；
(D)对上述钢坯进行淬火处理；
(E)回火，将上一步骤获得坯料加热至700-710℃，保温10小时，采用空冷进行降至室温。
实施例2
一种耐高温合金模具钢，其特征在于，所述的质量比例如下，
加入P使得合金钢的抗疲劳度和机械性能好。
还有少量的稀土元素，在材料中加入一定量的稀土，对提高合金的抗氧化性能好，对疲劳裂纹的扩展，有所改善，具有很长的使用寿命和韧性。
一种耐高温合金模具钢的制备方法，其步骤如下：
(A)称取C1.8％；Si6％；Mn0.6％；Al3.2％；Cr3％；Mo0.5％；S0.2％；B0.2％；Ni0.1％；P0.01％；稀土0.005％；Fe 83.385％；
(B)将上述各种原料进行熔炼，熔炼后热轧成坯料；
(C)将上一步骤获得的坯料进行固溶处理：将坯料加热至1000-1100℃进行保温3-6小时，采用空冷冷却至室温；加热过程中，设置880℃保温台阶，保温1小；
(D)对上述钢坯进行淬火处理；
(E)回火，将上一步骤获得坯料加热至700-710℃，保温10小时，采用空冷进行降至室温。
(F)二次回火，第二次回火温度为680-690℃，回火时间为10小时。
二次回火，使得合金钢具有更好的内部韧性，塑性更好。
实施例3
一种耐高温合金模具钢，其特征在于，所述的质量比例如下，
一种耐高温合金模具钢的制备方法，其步骤如下：
(A)称取C1.6％；Si4％；Mn0.3％；Al1.5％；Cr5％；Mo0.5％；S0.2％；B0.1％；Ni0.1％；P0.02％；稀土0.005％；Fe 86.675％；
(B)将上述各种原料进行熔炼，熔炼后热轧成坯料；
(C)将上一步骤获得的坯料进行固溶处理：将坯料加热至1000-1100℃进行保温3-6小时，采用油冷冷却至室温，油冷为分级保温，油冷保温温度为250-300℃；加热过程中，设置880℃保温台阶，保温1小时。
(D)对上述钢坯进行淬火处理；
(E)回火，将上一步骤获得坯料加热至700-710℃，保温10小时，采用空冷进行降至室温。
(F)二次回火，第二次回火温度为680-690℃，回火时间为10小时。
实施例4
一种耐高温合金模具钢，其质量比例如下：
一种耐高温合金模具钢的制备方法，其步骤如下：
(A)称取C1.6％；Si3％；Mn0.5％；Al2％；Cr3％；Mo0.5％；S0.15％；B0.08％；Ni0.1％；
Fe 89.07％；
(B)将上述各种原料进行熔炼，熔炼后热轧成坯料；
(C)将上一步骤获得的坯料进行固溶处理：将坯料加热至1000-1100℃进行保温3-6小时，采用油冷冷却至室温，油冷为分级保温，油冷保温温度为250-300℃；加热过程中，设置880℃保温台阶，保温1小时；
(D)对上述钢坯进行淬火处理；
(E)回火，将上一步骤获得坯料加热至700-710℃，保温10小时，采用空冷进行降至室温。
以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。

Claims (2)

1.一种耐高温合金模具钢的制备方法，其步骤如下：
(A)称取C1.5％-1.8％；Si 0.5％-6％；Mn0.2％-0.6％；Al0.6％-3.2％；Cr3％-6％；Mo0.5％-0.6％；S0.1％-0.2％；B0.01％-0.2％；Ni 0.1％-0.2％，其余部分为Fe；
(B)将上述各种原料进行熔炼，熔炼后热轧成坯料；
(C)将上一步骤获得的坯料进行固溶处理：将坯料加热至1000-1100℃进行保温3-6小时，采用空冷或油冷冷却至室温；加热过程中，设置880℃保温台阶，保温0.5-1小时；
(D)对上述钢坯进行淬火处理；
(E)回火，将上一步骤获得坯料加热至700-710℃，保温10小时，采用空冷进行降至室温，回火进行两次，第二次回火温度为680-690℃，回火时间为10小时。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温合金模具钢的制备方法，其特征在于：步骤(C)中的油冷为分级保温，油冷保温温度为250-300℃。
CN201410830375.0A 2014-12-29 2014-12-29 一种耐高温合金模具钢的制备方法 Active CN104532167B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410830375.0A CN104532167B (zh) 2014-12-29 2014-12-29 一种耐高温合金模具钢的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410830375.0A CN104532167B (zh) 2014-12-29 2014-12-29 一种耐高温合金模具钢的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104532167A CN104532167A (zh) 2015-04-22
CN104532167B true CN104532167B (zh) 2016-12-14

Family

ID=52847782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410830375.0A Active CN104532167B (zh) 2014-12-29 2014-12-29 一种耐高温合金模具钢的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104532167B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105401037A (zh) * 2015-11-13 2016-03-16 太仓旺美模具有限公司 一种合金玻璃模具材料
CN110923574A (zh) * 2019-12-13 2020-03-27 河南中原特钢装备制造有限公司 低碳易焊接耐腐蚀塑料模具钢及其制造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5777090B2 (ja) * 2011-04-21 2015-09-09 山陽特殊製鋼株式会社 面圧疲労強度に優れた機械構造用鋼鋼材
JP5868099B2 (ja) * 2011-09-27 2016-02-24 山陽特殊製鋼株式会社 靭性、耐磨耗性に優れる鋼
CN102912241B (zh) * 2012-10-23 2016-01-27 嘉兴市杰成机械有限公司 一种耐热耐磨的模具材料
CN103305773B (zh) * 2013-06-09 2015-05-27 江苏金晟元特种阀门股份有限公司 一种防腐耐高温耐磨铸管的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104532167A (zh) 2015-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102912241B (zh) 一种耐热耐磨的模具材料
JP7083242B2 (ja) 熱伝導率に優れる熱間工具鋼
JP5226083B2 (ja) 高合金冷間ダイス鋼
CN103334054A (zh) 经济型含铝热挤压模具钢及其制备、热处理和表面处理方法
CN101724786A (zh) 一种轴承钢及热处理工艺
CN104264060A (zh) 一种高冲击韧性、高热稳定性热挤压模具钢及其制备方法
CN103436769B (zh) 一种高温抗磨Fe-Cr-B-Al铸造合金
CN103993233B (zh) 一种高寿命压铸模具钢及制造铝镁压铸模的工艺方法
CN104532167B (zh) 一种耐高温合金模具钢的制备方法
CN102953013A (zh) 热锻模压铸模用模具钢的制备工艺
JP5029942B2 (ja) 靭性に優れた熱間工具鋼
CN102936690A (zh) 一种新型9SiCrAlBN合金工具钢
CN105401057A (zh) 一种强韧型高铬耐磨铸球及其制备方法
CN103320714B (zh) 一种抗高温磨损的含铝合金钢及其制备方法
CN104611645B (zh) 一种耐高温合金模具钢
CN104831157A (zh) 一种耐磨高铬铸球及其制备工艺
CN103834864A (zh) 一种新型9Cr2BAlN合金工具钢
CN102418043B (zh) 一种高强韧性剪刃模具钢及热处理方法
CN107541642A (zh) 一种过共晶白口铸铁及其制造方法
CN105177366A (zh) 一种耐磨抗腐蚀的铝合金
CN104694826A (zh) 一种新型5CrW2SiBAlN耐冲击工具钢
CN104087842B (zh) 一种中铬耐磨衬板
CN103981454B (zh) 一种耐高温抗磨抗氧化合金钢及其制造方法
JPH0243346A (ja) 熱間加工用工具鋼
CN106964693A (zh) 一种高强度冲压模具合金钢

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Wang Wenming

Inventor before: Li Dazhi

COR Change of bibliographic data
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20161031

Address after: 401344 Chongqing City, the new town of Banan District Huai Cun Solitaire stockade Group No. 1183

Applicant after: Wang Wenming

Address before: Tianhe District Tong East Road Guangzhou city Guangdong province 510665 B-101 No. 5, room B-118

Applicant before: GUANGDONG GAOHANG INTELLECTUAL PROPERTY OPERATION Co.,Ltd.

Effective date of registration: 20161031

Address after: Tianhe District Tong East Road Guangzhou city Guangdong province 510665 B-101 No. 5, room B-118

Applicant after: GUANGDONG GAOHANG INTELLECTUAL PROPERTY OPERATION Co.,Ltd.

Address before: 241006 Anhui Province, Wuhu City Development Zone, Wuyi Road No. 13 (City Industrial Park)

Applicant before: WUHU JINLONG MOULD FORGING CO.,LTD.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190104

Address after: 435100 Lingcheng Industrial Park, Lingxiang Township, Daye City, Huangshi City, Hubei Province

Patentee after: HUBEI RISHENG TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 401344 Zhaizi Group 1183, Xinhuai Village, Jielong Town, Banan District, Chongqing

Patentee before: Wang Wenming