CN108380841A

CN108380841A - 一种压铸模具专用材料

Info

Publication number: CN108380841A
Application number: CN201710918396.1A
Authority: CN
Inventors: 唐建军; 万春燕
Original assignee: Hubei Chuanye Technology Co Ltd
Current assignee: Hubei Chuanye Technology Co Ltd
Priority date: 2017-09-30
Filing date: 2017-09-30
Publication date: 2018-08-10

Abstract

本发明涉及一种压铸模具专用材料，所述压铸模具专用材料的成分包括：C 0.35‑0.42%；Si 0.80‑1.20%；Mn 0.20‑0.40%；Cr 4.90‑5.15%；Mo 1.30‑1.50%；V 0.9‑1.2%；Co 0.30‑0.50%；S 0‑0.005%；P 0‑0.015%；其它组分为Fe。制备压铸模具的专用材料通过添加Co 0.30‑0.50%，并对应调整其他成分的含量，使得制备出来的压铸模具在不降低高温韧性的前提下，在高温下，具有非常高的强度，能有效的解决现有的用于制备压铸模具的材料H13容易出现早起龟裂的现象，可以有效的延长压铸模具的使用寿命。

Description

一种压铸模具专用材料

技术领域

本发明涉及一种压铸模具专用材料，属于机械设备的材料加工领域。

背景技术

在压铸生产中，热疲劳、破裂、凹陷是压铸模具常见的失效机理，这些原因往往是多个因素相互作用的结果。随着压铸工业的进步，压铸产品尺寸也逐渐向大尺寸发展，压铸精密程度的要求也越来越高，如何提高大型压铸模具的寿命，已经成为当前行业中共同关注的焦点。

从上世纪 90 年代初，北美压铸协会颁布了《高级H13验收标准》。从此以后，高级H13 材料成为压铸行业的主流材料，随后世界知名钢铁企业纷纷效仿，推出一系列高级压铸材料。如：瑞典一胜百钢铁的8407材料，德国德胜钢铁的2344材料，日本大同钢铁的SKD61材料和日立钢铁DAC系列，以及近年瑞典和德国合作开发的DIEVAR材料。这些钢铁企业凭借自身优势，或从冶炼工艺入手，或合金调配入手，进行新的尝试，以期望新的突破。

现有的用于制备压铸模具的材料H13在高温条件下，其热疲劳性不够高，导致模具整体寿命偏低。

有鉴于此，如何生产一种耐疲劳寿命长的压铸模具材料成为有待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种压铸模具专用材料，可解决现有的用于制备压铸模具的材料H13容易出现早起龟裂的现象，可以有效的延长压铸模具的使用寿命。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种压铸模具专用材料，所述压铸模具专用材料的成分包括：

C 0.35-0.42%；

Si 0.80-1.20%；

Mn 0.20-0.40%；

Cr 4.90-5.15%；

Mo 1.30-1.50%；

V 0.9-1.2%；

Co 0.30-0.50%；

S 0-0.005%；

P 0-0.015%；

其它组分为Fe。

进一步地，所述压铸模具专用材料的成分包括：

C 0.38-0.40%；

Si 0.90-1.10%；

Mn 0.20-0.30%；

Cr 5.0-5.15%；

Mo 1.40-1.50%；

V 0.9-1.1%；

Co 0.40-0.50%；

S 0-0.01%；

P 0.005-0.015%；

其它组分为Fe。

进一步地，所述压铸模具专用材料的成分包括：

C 0.40%；

Si 1.10%；

Mn 0.25%；

Cr 5.0%；

Mo 1.50%；

V 1.0%；

Co 0.45%；

S 0.005%；

P 0.01%；

其它组分为Fe。

本发明具有以下有益效果：

所述压铸模具专用材料的成分包括：C 0.35-0.42%；Si 0.80-1.20%；Mn 0.20-0.40%；Cr4.90-5.15%；Mo 1.30-1.50%；V 0.9-1.2%；Co 0.30-0.50%；S 0-0.005%；P 0-0.015%；其它组分为Fe。制备压铸模具的专用材料通过添加Co 0.30-0.50%，并对应调整其他成分的含量，使得制备出来的压铸模具在不降低高温韧性的前提下，在高温下，具有非常高的强度，能有效的解决现有的用于制备压铸模具的材料H13容易出现早起龟裂的现象，可以有效的延长压铸模具的使用寿命。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种压铸模具专用材料，所述压铸模具专用材料的成分包括：C0.35-0.42%；Si 0.80-1.20%；Mn 0.20-0.40%；Cr4.90-5.15%；Mo 1.30-1.50%；V 0.9-1.2%；Co 0.30-0.50%；S 0-0.005%；P 0-0.015%；其它组分为Fe。制备压铸模具的专用材料通过添加Co 0.30-0.50%，并对应调整其他成分的含量，使得制备出来的压铸模具在不降低高温韧性的前提下，在高温下，具有非常高的强度，能有效的解决现有的用于制备压铸模具的材料H13容易出现早起龟裂的现象，可以有效的延长压铸模具的使用寿命。

在本较佳实施例中，所述压铸模具专用材料的成分包括：C 0.38-0.40%；Si 0.90-1.10%；Mn 0.20-0.30%；Cr5.0-5.15%；Mo 1.40-1.50%；V 0.9-1.1%；Co 0.40-0.50%；S 0-0.01%；P 0.005-0.015%；其它组分为Fe。

与现有技术中的压铸模具材料相比，本发明的压铸模具专用材料，适当增加铬的含量，从而提高模具钢中铁的电极电位，即可提高其耐蚀性。当铬在铁中形成固溶体时，可以显著提高其电极电位，但这种提高不是匀速的而是台阶式的。当铬的原子百分数含量达到12.5%，铬与铁的原子比为1/8，电位有一突跃升高；当铬的原子百分数含量达到25%，原子比为2/8时，电位又一次跃升。而在非跃升原子比时，随着铬含量的增高，电位连续升高得非常微小。按照铬重量比，12.5% 的原子百分含量相当于11.65%质量含量，但钢中加入的铬部分与碳形成碳化物，这部分铬则失去耐蚀效果，因而如果正好添加的铬为12.5%（原子百分数），则因固溶的铬低于12.5%（原子百分数）而使耐蚀性大大降低，另外钢中含有其它元素同样也会对有效铬的含量产生影响。因此适当增加铬含量，使钢中固溶的铬含量保持在原子比为1/8水平。

碳含量的控制，压铸模具钢在淬火高温回火状态下，随着钢的碳含量增高，导热性增大，韧性增高，耐蚀性提高，但抗塑性变形能力和耐磨性降低。与传统压铸模钢相比，碳含量需要降低，但如果碳含量过低模具钢的硬度等性能达不到要求。因此，为保证压铸模具钢淬火、高温回火后的屈服强度达到σ0.2=900-1200MPa，硬度HRC45-48，其碳含量控制为0.35-0.42%（质量含量）。

钼含量：在模具钢中添加钼主要是提高钢的热强度。模具钢淬火后，淬火温度为1120-1140℃，高温回火时原来较为粗大的渗碳体型碳化物将被溶解并重新形核长大形成M2C型碳化物，而具有二次硬化和抗过时效特性，因而可以在较高温度下保持高的强度、硬度。随着钼含量的增高，在相同回火条件下，其硬度、强度增高。而且这种规律可以保持到630-650℃回火。但是钼添加过高会使模具钢加热时形成铁素体，而降低模具钢的热性能，因此为了确保630-650℃工作条件下的强度、硬度、钼含量控制在1.3-1.5%之间。

钒含量：在压铸模具钢中添加少量的钒，可以增加特殊碳化物M4C3、M2C的稳定性和细化淬火加热时奥氏体晶粒，从而改善钢的延性和韧性，并增强模具钢的强度、硬度。

钴含量：如果在低碳高铬钢中添加了较多的钼，会使钢加热时形成铁素体。为了平衡增加铁素体的倾向，需要增加钴的含量，而且钴的加入还会使二次硬化作用的温度移向高温。为了获得压铸模要求的力学性能，其用钢成分必需在淬火加热时，能够完全奥氏体化。由于用钢含有很高的封闭γ区的铬钼等合金元素，淬火加热时可能不能完全获得γ相（奥氏体），而有δ-Fe（α相）存在。为防止δ-Fe出现，需加入扩大γ区的元素来平衡。而钴既可以扩大γ区、提高Ms点以减少淬火后钢中残余奥氏量、提高回火稳定性，又不降低A1的临界点，使压铸模具钢既保证抗蚀性，又不产生δ-Fe，以使材料成分达到平衡配比。因此，通过大量实验研究，得知钴的最佳含量为0.30-0.50%。

压铸模具的制备过程如下：包括如下步骤：

将压铸模具专用材料进行熔炼、锻造，得到初步工件；

进行热处理，热处理的工艺条件：1020℃±10℃淬火，550-600℃回火两次，经热处理后模具的硬度为HRC45-48，并且具有非常好的韧性，有效的解决现有的用于制备压铸模具的材料H13容易出现早起龟裂的现象，可以有效的延长压铸模具的使用寿命。

以下通过多个具体实施例进行说明：

实施例一：

所述压铸模具专用材料的成分包括：C 0.40%；Si 1.10%；Mn 0.25%；Cr 5.0%；Mo1.50%；V1.0%；Co 0.45%；S0.005%；P0.01%；其它组分为Fe。上述材料制备的压铸模具经过热处理后，需进行清理，然后对其进行磨削使其达到压铸模具尺寸和光洁度的要求，这些压铸模具需再经探伤和硬度及耐冲击性检测，凡HRC为45-48、者即为成品。通过上述专用材料制备的压铸模具，其硬度为HRC：46，在高温下，耐磨性和韧性都极其优良。

实施例二：

所述压铸模具专用材料的成分包括：C 0.35%；Si 0.80%；Mn 0.20%；Cr4.90%；Mo1.30%；V 0.9%；Co 0.30%；S 0.005%；P 0.01%；其它组分为Fe。上述材料制备的压铸模具经过热处理后，需进行清理，然后对其进行磨削使其达到压铸模具尺寸和光洁度的要求，这些压铸模具需再经探伤和硬度及耐冲击性检测，凡HRC为45-48、者即为成品。通过上述专用材料制备的压铸模具，其硬度为HRC：48，在高温下，耐磨性和韧性都极其优良。

实施例三：

所述压铸模具专用材料的成分包括：C 0.42%；Si1.20%；Mn 0.40%；Cr5.15%；Mo 1.50%；V 1.2%；Co 0.50%；S 0.005%；P 0.015%；其它组分为Fe。上述材料制备的压铸模具经过热处理后，需进行清理，然后对其进行磨削使其达到压铸模具尺寸和光洁度的要求，这些压铸模具需再经探伤和硬度及耐冲击性检测，凡HRC为45-48、者即为成品。通过上述专用材料制备的压铸模具，其硬度为HRC：48，在高温下，耐磨性和韧性都极其优良。

实施例四：

所述压铸模具专用材料的成分包括：C 0.37%；Si 0.9%；Mn 0.25%；Cr5. 0%；Mo 1.4%；V1.1%；Co 0.40%；S 0.002%；其它组分为Fe。上述材料制备的压铸模具经过热处理后，需进行清理，然后对其进行磨削使其达到压铸模具尺寸和光洁度的要求，这些压铸模具需再经探伤和硬度及耐冲击性检测，凡HRC为45-48、者即为成品。通过上述专用材料制备的压铸模具，其硬度为HRC：45，在高温下，耐磨性和韧性都极其优良。

综上所述，所述压铸模具专用材料的成分包括：C 0.35-0.42%；Si 0.80-1.20%；Mn0.20-0.40%；Cr4.90-5.15%；Mo 1.30-1.50%；V 0.9-1.2%；Co 0.30-0.50%；S 0-0.005%；P0-0.015%；其它组分为Fe。制备压铸模具的专用材料通过添加Co 0.30-0.50%，并对应调整其他成分的含量，使得制备出来的压铸模具在不降低高温韧性的前提下，在高温下，具有非常高的强度，能有效的解决现有的用于制备压铸模具的材料H13容易出现早起龟裂的现象，可以有效的延长压铸模具的使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种压铸模具专用材料，其特征在于，所述压铸模具专用材料的成分包括：

C 0.35-0.42%；

Si 0.80-1.20%；

Mn 0.20-0.40%；

Cr 4.90-5.15%；

Mo 1.30-1.50%；

V 0.9-1.2%；

Co 0.30-0.50%；

S 0-0.005%；

P 0-0.015%；

其它组分为Fe。

2.如权利要求1所述的压铸模具专用材料，其特征在于：所述压铸模具专用材料的成分包括：

C 0.38-0.40%；

Si 0.90-1.10%；

Mn 0.20-0.30%；

Cr 5.0-5.15%；

Mo 1.40-1.50%；

V 0.9-1.1%；

Co 0.40-0.50%；

S 0-0.01%；

P 0.005-0.015%；

其它组分为Fe。

3.如权利要求2所述的压铸模具专用材料，其特征在于：所述压铸模具专用材料的成分包括：

C 0.40%；

Si 1.10%；

Mn 0.25%；

Cr 5.0%；

Mo 1.50%；

V 1.0%；

Co 0.45%；

S 0.005%；

P 0.01%；

其它组分为Fe。