CN107447168A - 一种耐磨型冲压模具钢 - Google Patents

一种耐磨型冲压模具钢 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐磨型冲压模具钢，属于模具制造相关技术领域，本耐磨型冲压模具钢由于Cr、Mn、Al和W为主要材料，同时Ni和Mo的加入，使得通过本模具钢材料加工的模具，耐冲击性、断裂韧性和抗破损性得到显著的提高，使用寿命可达100万次以上，性能优越。

Description

一种耐磨型冲压模具钢
技术领域
本发明属于模具制造相关技术领域，更具体地说，本发明涉及一种耐磨型冲压模具钢。
背景技术
模具，工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。简而言之，模具是用来制作成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。
制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种耐磨型冲压模具钢。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种耐磨型冲压模具钢，按照质量份包括如下成分；
C＝0.25％～0.50％；
Cr＝0.10％～0.25％；
Al＝0.12％～0.15％；
Mn＝0.15％～0.30％；
W＝0.05％～0.08％；
Si＝0.10％～0.15％；
S＝0.01％～0.02％；
其余为Fe和不可去除的杂质。
优选的，所述的耐磨型冲压模具钢按照质量份包括如下成分；
C＝0.35％；
Cr＝0.18％；
Al＝0.12％；
Mn＝0.16％；
W＝0.08％；
Si＝0.13％；
S＝0.01％；
其余为Fe和不可去除的杂质。
优选的，所述耐磨型冲压模具钢内还可以包括wNi＝0.10％～0.12％。
优选的，所述耐磨型冲压模具钢内还可以包括wMo＝0.08％～0.15％。
优选的，所述的耐磨型冲压模具钢按照质量份包括如下成分；
C＝0.32％；
Cr＝0.18％；
Al＝0.13％；
Mn＝0.20％；
W＝0.05％；
Si＝0.12％；
S＝0.01％；
Ni＝0.10％
Mo＝0.10％
其余为Fe和不可去除的杂质。
优选的，所述耐磨型冲压模具钢采用冶炼而成，在冶炼时需要进行淬火及回火热处理：淬火温度控制在950～1100℃，然后采用油冷或水雾冷却至250℃以下，随后进行回火处理，回火2～3次，每次回火温度520℃～610℃，每次回火保持3～4小时。
该耐磨型冲压模具钢由于Cr、Mn、Al和W为主要材料，同时Ni和Mo的加入，使得通过本模具钢材料加工的模具，耐冲击性、断裂韧性和抗破损性得到显著的提高，使用寿命可达100万次以上，性能优越。
具体实施方式
实施例1：
一种耐磨型冲压模具钢，通过如下步骤制得，
A.冶炼：由下述质量百分比组分的组成本耐磨型冲压模具钢基体：C＝0.25％；
Cr＝0.10％；
Al＝0.12％；
Mn＝0.15％；
W＝0.05％；
Si＝0.10％；
S＝0.01％；
其余为Fe，和不可去除的杂质；
进行配料、电弧炉熔渣和精炼，然后进行二次电渣重溶，得到钢锭；
B.高温扩散热处理：将步骤A处理后的钢锭高温加热；
C.锻造热加工：将步骤B处理后的钢锭降温然后进行多向锻造加工；
D.锻后冷却：将步骤C处理后的钢锭采用控制冷却，保证钢锭以一定的冷速快速冷却，至温度降低到200℃以下装退火加热炉；
E.二次碳化物超细化热处理：将步骤D处理后的钢锭再次加热，加热温度为950～1150℃，保温5～10小时，然后快冷至250℃以下，再送退火炉；
F.等温球化退火处理：退火炉第一阶段等温退火温度为830～850℃，第一阶段退火时间为5～10小时，退火炉第二阶段等温退火温度为730～750℃，第二阶段退火时间为10～20小时；
G.淬火及回火热处理：将步骤F处理后的钢锭再次加热至淬火温度，控制在950～1100℃，然后采用油冷或水雾冷却至250℃以下，随后进行回火处理，回火2～3次，每次回火温度520℃～610℃，每次回火保持3～4小时。
实施例2：
一种耐磨型冲压模具钢，通过如下步骤制得，
A.冶炼：由下述质量百分比组分的组成本耐磨型冲压模具钢基体：C＝0.50％；
Cr＝0.25％；
Al＝0.15％；
Mn＝0.30％；
W＝0.08％；
Si＝0.15％；
S＝0.02％；
其余为Fe，和不可去除的杂质；
进行配料、电弧炉熔渣和精炼，然后进行二次电渣重溶，得到钢锭；
B.高温扩散热处理：将步骤A处理后的钢锭高温加热；
C.锻造热加工：将步骤B处理后的钢锭降温然后进行多向锻造加工；
D.锻后冷却：将步骤C处理后的钢锭采用控制冷却，保证钢锭以一定的冷速快速冷却，至温度降低到200℃以下装退火加热炉；
E.二次碳化物超细化热处理：将步骤D处理后的钢锭再次加热，加热温度为950～1150℃，保温5～10小时，然后快冷至250℃以下，再送退火炉；
F.等温球化退火处理：退火炉第一阶段等温退火温度为830～850℃，第一阶段退火时间为5～10小时，退火炉第二阶段等温退火温度为730～750℃，第二阶段退火时间为10～20小时；
G.淬火及回火热处理：将步骤F处理后的钢锭再次加热至淬火温度，控制在950～1100℃，然后采用油冷或水雾冷却至250℃以下，随后进行回火处理，回火2～3次，每次回火温度520℃～610℃，每次回火保持3～4小时。
实施例3：
一种耐磨型冲压模具钢，通过如下步骤制得，
A.冶炼：由下述质量百分比组分的组成本耐磨型冲压模具钢基体：C＝0.35％；
Cr＝0.18％；
Al＝0.12％；
Mn＝0.16％；
W＝0.08％；
Si＝0.13％；
S＝0.01％；；
进行配料、电弧炉熔渣和精炼，然后进行二次电渣重溶，得到钢锭；
B.高温扩散热处理：将步骤A处理后的钢锭高温加热；
C.锻造热加工：将步骤B处理后的钢锭降温然后进行多向锻造加工；
D.锻后冷却：将步骤C处理后的钢锭采用控制冷却，保证钢锭以一定的冷速快速冷却，至温度降低到200℃以下装退火加热炉；
E.二次碳化物超细化热处理：将步骤D处理后的钢锭再次加热，加热温度为950～1150℃，保温5～10小时，然后快冷至250℃以下，再送退火炉；
F.等温球化退火处理：退火炉第一阶段等温退火温度为830～850℃，第一阶段退火时间为5～10小时，退火炉第二阶段等温退火温度为730～750℃，第二阶段退火时间为10～20小时；
G.淬火及回火热处理：将步骤F处理后的钢锭再次加热至淬火温度，控制在950～1100℃，然后采用油冷或水雾冷却至250℃以下，随后进行回火处理，回火2～3次，每次回火温度520℃～610℃，每次回火保持3～4小时。
实施例4：
一种耐磨型冲压模具钢，通过如下步骤制得，
A.冶炼：由下述质量百分比组分的组成本耐磨型冲压模具钢基体：C＝0.32％；
Cr＝0.20％；
Al＝0.15％；
Mn＝0.20％；
W＝0.05％；
Si＝0.13％；
S＝0.01％；
Ni＝0.10％；
Mo＝0.10％。
其余为Fe，和不可去除的杂质；
进行配料、电弧炉熔渣和精炼，然后进行二次电渣重溶，得到钢锭；
B.高温扩散热处理：将步骤A处理后的钢锭高温加热；
C.锻造热加工：将步骤B处理后的钢锭降温然后进行多向锻造加工；
D.锻后冷却：将步骤C处理后的钢锭采用控制冷却，保证钢锭以一定的冷速快速冷却，至温度降低到200℃以下装退火加热炉；
E.二次碳化物超细化热处理：将步骤D处理后的钢锭再次加热，加热温度为950～1150℃，保温5～10小时，然后快冷至250℃以下，再送退火炉；
F.等温球化退火处理：退火炉第一阶段等温退火温度为830～850℃，第一阶段退火时间为5～10小时，退火炉第二阶段等温退火温度为730～750℃，第二阶段退火时间为10～20小时；
G.淬火及回火热处理：将步骤F处理后的钢锭再次加热至淬火温度，控制在950～1100℃，然后采用油冷或水雾冷却至250℃以下，随后进行回火处理，回火2～3次，每次回火温度520℃～610℃，每次回火保持3～4小时。
实施例5：
一种耐磨型冲压模具钢，通过如下步骤制得，
A.冶炼：由下述质量百分比组分的组成本耐磨型冲压模具钢基体：C＝0.35％；
Cr＝0.22％；
Al＝0.14％；
Mn＝0.20％；
W＝0.05％；
Si＝0.12％；
S＝0.01％；
Ni＝0.12％；
Mo＝0.8％。
其余为Fe，和不可去除的杂质；
进行配料、电弧炉熔渣和精炼，然后进行二次电渣重溶，得到钢锭；
B.高温扩散热处理：将步骤A处理后的钢锭高温加热；
C.锻造热加工：将步骤B处理后的钢锭降温然后进行多向锻造加工；
D.锻后冷却：将步骤C处理后的钢锭采用控制冷却，保证钢锭以一定的冷速快速冷却，至温度降低到200℃以下装退火加热炉；
E.二次碳化物超细化热处理：将步骤D处理后的钢锭再次加热，加热温度为950～1150℃，保温5～10小时，然后快冷至250℃以下，再送退火炉；
F.等温球化退火处理：退火炉第一阶段等温退火温度为830～850℃，第一阶段退火时间为5～10小时，退火炉第二阶段等温退火温度为730～750℃，第二阶段退火时间为10～20小时；
G.淬火及回火热处理：将步骤F处理后的钢锭再次加热至淬火温度，控制在950～1100℃，然后采用油冷或水雾冷却至250℃以下，随后进行回火处理，回火2～3次，每次回火温度520℃～610℃，每次回火保持3～4小时。
实施例6：
一种耐磨型冲压模具钢，通过如下步骤制得，
A.冶炼：由下述质量百分比组分的组成本耐磨型冲压模具钢基体：C＝0.45％；
Cr＝0.18％；
Al＝0.13％；
Mn＝0.20％；
W＝0.05％；
Si＝0.10％；
S＝0.01％；
Ni＝0.10％；
Mo＝0.15％。
其余为Fe，和不可去除的杂质；
进行配料、电弧炉熔渣和精炼，然后进行二次电渣重溶，得到钢锭；
B.高温扩散热处理：将步骤A处理后的钢锭高温加热；
C.锻造热加工：将步骤B处理后的钢锭降温然后进行多向锻造加工；
D.锻后冷却：将步骤C处理后的钢锭采用控制冷却，保证钢锭以一定的冷速快速冷却，至温度降低到200℃以下装退火加热炉；
E.二次碳化物超细化热处理：将步骤D处理后的钢锭再次加热，加热温度为950～1150℃，保温5～10小时，然后快冷至250℃以下，再送退火炉；
F.等温球化退火处理：退火炉第一阶段等温退火温度为830～850℃，第一阶段退火时间为5～10小时，退火炉第二阶段等温退火温度为730～750℃，第二阶段退火时间为10～20小时；
G.淬火及回火热处理：将步骤F处理后的钢锭再次加热至淬火温度，控制在950～1100℃，然后采用油冷或水雾冷却至250℃以下，随后进行回火处理，回火2～3次，每次回火温度520℃～610℃，每次回火保持3～4小时。
本发明提供了一种耐磨型冲压模具钢，由于Cr、Mn、Al和W为主要材料，同时Ni和Mo的加入，使得通过本模具钢材料加工的模具，耐冲击性、断裂韧性和抗破损性得到显著的提高，使用寿命可达100万次以上，性能优越。
下表1为本实施例1-6中所得冲压模具钢各项性能检测结果：
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种耐磨型冲压模具钢，其特征在于：按照质量份包括如下成分；
C＝0.25％～0.50％；
Cr＝0.10％～0.25％；
Al＝0.12％～0.15％；
Mn＝0.15％～0.30％；
W＝0.05％～0.08％；
Si＝0.10％～0.15％；
S＝0.01％～0.02％；
其余为Fe和不可去除的杂质。
2.根据权利要求1所述的耐磨型冲压模具钢，其特征在于：按照质量份包括如下成分；
C＝0.35％；
Cr＝0.18％；
Al＝0.12％；
Mn＝0.16％；
W＝0.08％；
Si＝0.13％；
S＝0.01％；
其余为Fe和不可去除的杂质。
3.根据权利要求1所述的耐磨型冲压模具钢，其特征在于：所述耐磨型冲压模具钢内还可以包括wNi＝0.10％～0.12％。
4.根据权利要求3所述的耐磨型冲压模具钢，其特征在于：所述耐磨型冲压模具钢内还可以包括wMo＝0.08％～0.15％。
5.根据权利要求4所述的耐磨型冲压模具钢，其特征在于：按照质量份包括如下成分；
C＝0.32％；
Cr＝0.18％；
Al＝0.13％；
Mn＝0.20％；
W＝0.05％；
Si＝0.12％；
S＝0.01％；
Ni＝0.10％
Mo＝0.10％
其余为Fe和不可去除的杂质。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的耐磨型冲压模具钢，其特征在于：所述耐磨型冲压模具钢采用冶炼而成，在冶炼时需要进行淬火及回火热处理：淬火温度控制在950～1100℃，然后采用油冷或水雾冷却至250℃以下，随后进行回火处理，回火2～3次，每次回火温度520℃～610℃，每次回火保持3～4小时。
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