CN108018477A - 一种强韧性模具及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢铁冶金技术领域,具体涉及一种强韧性模具及其生产方法,其成分包括:本发明铁粉、碳、硅、锰、磷、硫、碳化铬、石墨烯、碳化硼、氧化铝、钼、氧化镍和锡作为生产模具;本发明所生产的模具具有耐磨性好、耐高温性好和耐腐蚀性好,还具有强韧性和使用寿命长等优点;其中在原材料中添加碳化铬、石墨烯和碳化硼,使得模具的韧性得到显著提高;另外,本发明生产的模具过程中,步骤d中二次锻造,先加热在降温,使模具成分均匀化,防止成分偏析,改善钢的凝固组,使模具的稳定性更高。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域,具体涉及一种强韧性模具及其生产方法。
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,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。素有“工业之母”的称号。
例如中国专利申请号为CN201410335624.9一种高碳特厚模具复合坯的生产方法,对出弯矫段的连铸坯表层进行弱冷却,下线连铸坯空冷至300~700℃后进行热装,采用快速加热,加热段和均热段温度均控制在AC3温度以上50~150℃,加热时间0.2~1h;出炉快冷速度控制在1~10℃/s;堆垛缓冷垛位温度150~300℃,时间≥8h;采用铣床对钢坯六面进行铣磨,待复合界面磨出金属基体后,精铣1~2mm;组坯水平叠放送入真空室抽真空,真空度<1×10-2Pa,抽真空时间20~30min;焊接电压20~100KV,焊接电流50~200mA,焊接速度200~300mm/min,复合坯熔深控制在60~100mm。
现在市售的的模具质量仍然有待提高,比如现在市售的模具不仅存在耐磨性、耐高温性和耐腐蚀性差的缺点,还存在韧性和使用寿命短等缺点,这也使的现在市售漆料的使用范围比较局限。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种强韧性模具,不仅具有耐磨性好、耐高温性好和耐腐蚀性好,还具有强韧性和使用寿命长等优点。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
一种强韧性模具,其成分按重量份计:铁粉85-93份、碳1.5-2.2份、硅1.8-2.4份、锰0.9-1.6份、磷2.5-3.4份、硫1.6-2.4份、碳化铬0.6-1.3份、石墨烯3.5-4.6份、碳化硼2.8-3.5份、氧化铝5.6-6.8份、钼0.4-0.8份、氧化镍1.3-1.7份、锡1.2-1.6份和少量去离子水。
优选的,一种强韧性模具,其生产方法包括以下步骤:
a、将模具的成分配比,将原材料加入到电弧炉中,进行熔炼,熔炼温度为1850-1980℃,然后将钢水浇铸成电极棒,形成铸锭,备用;
b、将步骤a所得铸锭进行电渣重熔,液体金属以熔滴形式经渣池的渣层下落至下面的水冷结晶器中,再重新凝固成钢锭,得到电渣锭,将电渣锭进行等温退火;
c、将步骤b中所得电渣锭加热至1350-1460℃,保温15-24h后进行冷却,然后将电渣锭加热至1100-1180℃,进行粗锻造,终锻温度不低于1050℃,得到钢锻件A;
d、将步骤c中钢锻件进行再次锻造,先加热至1200℃左右,降温至850-950℃之间进行在锻造加工,得到钢锻件B;
e、将步骤d中的钢锻件B置于退火炉中进行退火处理,先以一定的升温速度将钢锻件B升温至800-900℃,保温210-300min,然后将退火炉冷却到620-700℃,保温130-170min后对退火炉继续降温,降温至500℃以下去除锻件;
f、步骤d的锻件记性淬火处理,冷却后对锻件进行打磨处理,即得成品。
优选的,所述碳化铬与碳化硼重量份之和不能超过4.2份。
优选的,所述步骤a中的电极棒进行等温退火。
优选的,所述步骤e中的升温速度为55-65℃/h。
优选的,所述步骤f中的淬火处理时锻件的温度980-1100℃。
有益效果:
本发明以铁粉、碳、硅、锰、磷、硫、碳化铬、石墨烯、碳化硼、氧化铝、钼、氧化镍和锡作为生产模具的原料,所生产的模具具有耐磨性好、耐高温性好和耐腐蚀性好,还具有高韧性和使用寿命长等优点。其中在原材料中添加碳化铬、石墨烯和碳化硼,使得模具的韧性得到显著提高。另外,本发明生产的模具过程中,步骤d中二次锻造,先加热在降温,使模具成分均匀化,防止成分偏析,改善钢的凝固组,使模具的稳定性更高。步骤e中通过55-65℃/h的升温速度对锻件进行加热,使模具的退火效果更佳明显,使模具的韧性再次提高
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
一种强韧性模具,其成分按重量份计:铁粉85份、碳2.2份、硅1.8份、锰1.3份、磷2.5份、硫1.6份、碳化铬0.6份、石墨烯3.5份、碳化硼2.8份、氧化铝5.6份、钼0.4份、氧化镍1.7份、锡1.2份和少量去离子水。
一种强韧性模具,其生产方法包括以下步骤:
a、将模具的成分配比,将原材料加入到电弧炉中,进行熔炼,熔炼温度为1850℃,然后将钢水浇铸成电极棒,形成铸锭,备用;
b、将步骤a所得铸锭进行电渣重熔,液体金属以熔滴形式经渣池的渣层下落至下面的水冷结晶器中,再重新凝固成钢锭,得到电渣锭,将电渣锭进行等温退火;
c、将步骤b中所得电渣锭加热至1350℃,保温24h后进行冷却,然后将电渣锭加热至1100℃,进行粗锻造,终锻温度为1050℃,得到钢锻件A;
d、将步骤c中钢锻件进行再次锻造,先加热至1190,降温至950℃之间进行在锻造加工,得到钢锻件B;
e、将步骤d中的钢锻件B置于退火炉中进行退火处理,先以一定的升温速度将钢锻件B升温至800℃,保温300min,然后将退火炉冷却到620℃,保温130min后对退火炉继续降温,降温至500℃以下去除锻件;
f、步骤d的锻件记性淬火处理,冷却后对锻件进行打磨处理,即得成品。
碳化铬与碳化硼重量份之和不能超过4.2份。
步骤a中的电极棒进行等温退火。
步骤e中的升温速度为55℃/h。
步骤f中的淬火处理时锻件的温度1100℃。
实施例2:
一种强韧性模具,其成分按重量份计:铁粉88份、碳1.8份、硅2份、锰1.2份、磷2.8份、硫1.9份、碳化铬0.9份、石墨烯4.6份、碳化硼3.0份、氧化铝6.1份、钼0.5份、氧化镍1.3份、锡1.5份和少量去离子水。
一种强韧性模具,其生产方法包括以下步骤:
a、将模具的成分配比,将原材料加入到电弧炉中,进行熔炼,熔炼温度为1910℃,然后将钢水浇铸成电极棒,形成铸锭,备用;
b、将步骤a所得铸锭进行电渣重熔,液体金属以熔滴形式经渣池的渣层下落至下面的水冷结晶器中,再重新凝固成钢锭,得到电渣锭,将电渣锭进行等温退火;
c、将步骤b中所得电渣锭加热至1380℃,保温24h后进行冷却,然后将电渣锭加热至1120℃,进行粗锻造,终锻温度为1070℃,得到钢锻件A;
d、将步骤c中钢锻件进行再次锻造,先加热至1200℃,降温至900℃之间进行在锻造加工,得到钢锻件B;
e、将步骤d中的钢锻件B置于退火炉中进行退火处理,先以一定的升温速度将钢锻件B升温至830℃,保温210min,然后将退火炉冷却到650℃,保温150min后对退火炉继续降温,降温至500℃以下去除锻件;
f、步骤d的锻件记性淬火处理,冷却后对锻件进行打磨处理,即得成品。
碳化铬与碳化硼重量份之和不能超过4.2份。
步骤a中的电极棒进行等温退火。
步骤e中的升温速度为58℃/h。
步骤f中的淬火处理时锻件的温度1050℃。
实施例3:
一种强韧性模具,其成分按重量份计:铁粉91份、碳2.0份、硅2.2份、锰0.9份、磷3.1份、硫2.4份、碳化铬1.1份、石墨烯3.8份、碳化硼3.2份、氧化铝6.8份、钼0.7份、氧化镍1.3份、锡1.5份和少量去离子水。
一种强韧性模具,其生产方法包括以下步骤:
a、将模具的成分配比,将原材料加入到电弧炉中,进行熔炼,熔炼温度为1980℃,然后将钢水浇铸成电极棒,形成铸锭,备用;
b、将步骤a所得铸锭进行电渣重熔,液体金属以熔滴形式经渣池的渣层下落至下面的水冷结晶器中,再重新凝固成钢锭,得到电渣锭,将电渣锭进行等温退火;
c、将步骤b中所得电渣锭加热至1420℃,保温15h后进行冷却,然后将电渣锭加热至1150℃,进行粗锻造,终锻温度为1150℃,得到钢锻件A;
d、将步骤c中钢锻件进行再次锻造,先加热至1220℃,降温至850℃之间进行在锻造加工,得到钢锻件B;
e、将步骤d中的钢锻件B置于退火炉中进行退火处理,先以一定的升温速度将钢锻件B升温至860℃,保温240min,然后将退火炉冷却到680℃,保温170min后对退火炉继续降温,降温至500℃以下去除锻件;
f、步骤d的锻件记性淬火处理,冷却后对锻件进行打磨处理,即得成品。
碳化铬与碳化硼重量份之和不能超过4.2份。
步骤a中的电极棒进行等温退火。
步骤e中的升温速度为62℃/h。
步骤f中的淬火处理时锻件的温度1020℃。
实施例4:
一种强韧性模具,其成分按重量份计:铁粉93份、碳1.5份、硅2.4份、锰1.6份、磷3.4份、硫2.1份、碳化铬1.3份、石墨烯4.2份、碳化硼3.5份、氧化铝6.5份、钼0.8份、氧化镍1.5份、锡1.6份和少量去离子水。
一种强韧性模具,其生产方法包括以下步骤:
a、将模具的成分配比,将原材料加入到电弧炉中,进行熔炼,熔炼温度为1950℃,然后将钢水浇铸成电极棒,形成铸锭,备用;
b、将步骤a所得铸锭进行电渣重熔,液体金属以熔滴形式经渣池的渣层下落至下面的水冷结晶器中,再重新凝固成钢锭,得到电渣锭,将电渣锭进行等温退火;
c、将步骤b中所得电渣锭加热至1460℃,保温18h后进行冷却,然后将电渣锭加热至1180℃,进行粗锻造,终锻温度为1180℃,得到钢锻件A;
d、将步骤c中钢锻件进行再次锻造,先加热至1250℃,降温至920℃之间进行在锻造加工,得到钢锻件B;
e、将步骤d中的钢锻件B置于退火炉中进行退火处理,先以一定的升温速度将钢锻件B升温至900℃,保温270min,然后将退火炉冷却到700℃,保温160min后对退火炉继续降温,降温至500℃以下去除锻件;
f、步骤d的锻件记性淬火处理,冷却后对锻件进行打磨处理,即得成品。
碳化铬与碳化硼重量份之和不能超过4.2份。
步骤a中的电极棒进行等温退火。
步骤e中的升温速度为65℃/h。
步骤f中的淬火处理时锻件的温度980℃。
本发明生产的模具抗弯强度达到1454MPa;在580℃的条件下未出现融化现象;断裂韧性为19MPa·m1/2;维氏硬度达到18.65GPa;1000℃时的膨胀系数为4.401×10-6K-1;使用寿命达到1451次/模;旋转磨损试验,经过24小时后,称重,并与磨损前的重量进行比较,磨损损失率低于0.01%;本发明的模具比市面上的模具耐腐蚀性高出3倍。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种强韧性模具,其特征在于,其成分按重量份计:铁粉85-93份、碳1.5-2.2份、硅1.8-2.4份、锰0.9-1.6份、磷2.5-3.4份、硫1.6-2.4份、碳化铬0.6-1.3份、石墨烯3.5-4.6份、碳化硼2.8-3.5份、氧化铝5.6-6.8份、钼0.4-0.8份、氧化镍1.3-1.7份、锡1.2-1.6份和少量去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种强韧性模具,其特征在于,其生产方法包括以下步骤:
a、将模具的成分配比,将原材料加入到电弧炉中,进行熔炼,熔炼温度为1850-1980℃,然后将钢水浇铸成电极棒,形成铸锭,备用;
b、将步骤a所得铸锭进行电渣重熔,液体金属以熔滴形式经渣池的渣层下落至下面的水冷结晶器中,再重新凝固成钢锭,得到电渣锭,将电渣锭进行等温退火;
c、将步骤b中所得电渣锭加热至1350-1460℃,保温15-24h后进行冷却,然后将电渣锭加热至1100-1180℃,进行粗锻造,终锻温度不低于1050℃,得到钢锻件A;
d、将步骤c中钢锻件进行再次锻造,先加热至1200℃左右,降温至850-950℃之间进行在锻造加工,得到钢锻件B;
e、将步骤d中的钢锻件B置于退火炉中进行退火处理,先以一定的升温速度将钢锻件B升温至800-900℃,保温210-300min,然后将退火炉冷却到620-700℃,保温130-170min后对退火炉继续降温,降温至500℃以下去除锻件;
f、步骤d的锻件记性淬火处理,冷却后对锻件进行打磨处理,即得成品。
3.根据权利要求1所述的一种强韧性模具,其特征在于:所述碳化铬与碳化硼重量份之和不能超过4.2份。
4.根据权利要求2所述的一种强韧性模具的生产方法,其特征在于:所述步骤a中的电极棒进行等温退火。
5.根据权利要求2所述的一种强韧性模具的生产方法,其特征在于:所述步骤e中的升温速度为55-65℃/h。
6.根据权利要求2所述的一种强韧性模具的生产方法,其特征在于:所述步骤f中的淬火处理时锻件的温度980-1100℃。
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CN109020165A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-18 | 浙江千玉装饰科技股份有限公司 | 一种琉璃的生产工艺 |
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Cited By (2)
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CN109020165A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-18 | 浙江千玉装饰科技股份有限公司 | 一种琉璃的生产工艺 |
CN109020165B (zh) * | 2018-08-01 | 2021-09-10 | 浙江千玉装饰科技股份有限公司 | 一种琉璃的生产工艺 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180511 |