CN110438310A - 一种热作模具钢及其热处理方法 - Google Patents

一种热作模具钢及其热处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110438310A
CN110438310A CN201910654397.9A CN201910654397A CN110438310A CN 110438310 A CN110438310 A CN 110438310A CN 201910654397 A CN201910654397 A CN 201910654397A CN 110438310 A CN110438310 A CN 110438310A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
heat treatment
mould steel
treatment method
heat
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.)
Granted
Application number
CN201910654397.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110438310B (zh
Inventor
黄进峰
赵超
张津
连勇
张尊君
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.)
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
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 University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical University of Science and Technology Beijing USTB
Priority to CN201910654397.9A priority Critical patent/CN110438310B/zh
Publication of CN110438310A publication Critical patent/CN110438310A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110438310B publication Critical patent/CN110438310B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • 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
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • 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
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/16—Remelting metals
    • C22B9/18—Electroslag remelting
    • 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
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • 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
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • 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
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • 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
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • 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
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

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)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

本发明涉及金属材料热处理领域，尤其涉及一种热作模具钢及其热处理方法。所述热处理方法，包括如下步骤：1)将模具钢以80℃‑180℃/min的速率升温至1100℃‑1300℃，保温3‑10min；2)将保温后的模具钢在淬冷介质中淬火；3)将淬火后的模具钢进行回火处理。采用本发明所提供的方法，所得热作模具钢晶粒不会粗化，碳化物更加弥散分布,回火稳定性好；在处理到同样的硬度下的高温强度均有很大提高，并提高模具钢的热疲劳性能；热处理到同样的硬度后，新工艺处理后模具钢的冲击韧性较传统工艺的略高；且本方法大幅度缩短淬火工艺中的升温、保温时间，对于小批量和小规格的产品可以达到节约时间和成本效果。

Description

一种热作模具钢及其热处理方法
技术领域
本发明涉及金属材料热处理领域，尤其涉及一种热作模具钢及其热处理方法。
背景技术
热作模具钢作为模具钢的重要组成部分，主要用于制造从加热到再结晶温度以上的固态金属或高温液态金属压制成型的模具。热作模具钢的工作特点是：在一定的负荷下使炽热的固态金属产生塑形变形，或使高温液态金属压铸成形。因此热作模具钢的高温强度是模具使用寿命的重要因素。而且在使用过程中，热作模具钢要具有一定的韧性，高韧性能够保证材料在服役过程中不会发生脆断。因此，提高热作模具钢的高温强度，但同时不能降低材料的韧性。
现阶段提高热作模具钢的高温强度主要是通过固溶强化、晶界强化及第二相强化等方式来实现的。在不改变材料成分的前提下，以上的调质工艺已经是最优化的传统工艺。因为在980～1050℃温度范围内W、Mo、V、Nb合金元素不容易回溶。如果通过提高淬火保温温度和延长保温时间来提高材料的固溶度，从而提高材料的高温强度，但是此工艺会导致材料的晶粒粗化，韧性下降。因此现有工艺在不降低材料的韧性前提下，提高热作模具钢高温强度的潜力很小。
发明内容
本发明为克服现有技术不足，提供一种热作模具钢及其热处理的方法，本发明所提供的热处理方法在保证材料韧性的前提下还能提高材料的高温强度，且对环境无污染、操作简单方便、制作成本较低。
一种热作模具钢的热处理方法，包括如下步骤：
1)将模具钢以80℃-180℃/min的速率升温至1100℃-1300℃，保温3-10min；
2)将保温后的模具钢在淬冷介质中淬火；
3)将淬火后的模具钢进行回火处理，(经冷却)即得。
本发明所提供的热作模具钢的热处理方法，
优选地，所述模具钢至少含有、Mo、V、Nb元素；进一步优选地，在所述热作模具钢中，Mo含量为1-4wt％，V含量为0.2-2wt％，Nb含量为小于0.3wt％；
更进一步优选地，Mo含量为2wt％左右，V含量为1wt％左右，Nb含量为小于0.3wt％。
作为本发明优选的技术方案，所述模具钢为25Cr3Mo2WNiVNb或4Cr3Mo2NiVNbB钢(HD)；
所述模具钢25Cr3Mo2WNiVNb可由按照如下成分质量比的原料制备得到：
C：0.25-0.32wt％；
Cr：2.5-3.2wt％；
Mo：1.6-2.5wt％；
W：0.2-1.0wt％；
Ni：0.5-1.5wt％；
V：0.2-1.0wt％；
Nb：≤0.1wt％；
Si：≤0.1wt％；
Mn：≤0.5wt％；
余量为Fe；
更优选地，其制备方法包括如下步骤：
(1)将所述原料经过真空熔炼锻造为电极棒；
(2)对步骤(1)得到的电极棒进行二次精炼和电渣重熔得到电渣钢锭；
(3)对步骤(2)得到的电渣钢锭进行均质退火；
(4)对步骤(3)经过均质退火的电渣钢锭进行锻造，即得。
更进一步优选地，其制备方法包括：
(1)通过真空熔炼技术，将所述原料配料后进行中频感应炉熔炼，浇注成电极棒坯，然后在锻造炉中煅成电极棒；
(2)电渣重熔工序：将步骤(1)锻造开坯所得的电极棒打磨去除氧化皮，放入电渣重熔装置中，进行二次精炼，电渣重熔冷却水系统水温不高于70℃，且进出水温差为8～10℃，电渣重熔后得到电渣钢锭；
(3)均质退火：加热至少5h升温至1260℃保温8～10h，随后以不低于100℃/h降温速度降至750℃保温6h，之后炉冷至500℃出炉缓冷；
(4)锻造工艺：500℃左右入炉1h后升温至860℃并保温1h，按300℃/h升温速度升温至1160℃保温1h，，开煅温度不低于1100℃，终煅温度不低于850℃。
作为解释和说明，所述4Cr3Mo2NiVNbB钢(HD)可由商业渠道购买或按照本领域的方法进行自制均可。
本发明所述的模具钢的热处理方法，优选地，所述模具钢的直径为≤40mm；
本发明通过大量创造性的实验发现，在上述直径范围内，经过热处理的模具钢能使棒料内部合金元素产生很好的固溶作用，外部的晶粒也会更细小，所得模具钢的内外各项性能更为稳定。
本发明所述的模具钢的热处理方法，更优选地，所述直径为20-40mm。
本发明所述的模具钢的热处理方法，关于步骤1)：
将模具钢以80℃-150℃/min的速率升温至1100℃-1300℃；
优选地，升温至1100℃-1150℃。
本发明通过创造性研究发现，在上述温度下，所得的模具钢晶粒更细，各方面的性能更理想。
在上述温度的控制下，保证模具钢中合金元素W和Mo全部回溶来提高合金元素固溶度，合金元素V和Nb部分回溶，未回溶合金元素V和Nb来细化晶粒。
优选地，本步骤中，所述的升温的时间不超过12min，更优选升温的时间在6-10min。升温时间控制在6-10分钟可保证热作模具钢均匀加热。
优选地，本步骤采用感应线圈以完成加热。
本发明所述的模具钢的热处理方法，关于步骤2)：
将保温后的模具钢在淬冷介质中冷却至120℃-160℃淬火；在上述的冷却条件下，可有效保证模具钢中马氏体转变完成，以及控制冷却温度可有效防止裂纹产生。
优选地，冷却至140-160℃。在本温度下，能够进一步提升所得模具钢的整体质量。
优选地，所述的淬冷介质选自水、油或无机盐水溶液、有机盐水溶液等淬冷介质中的一种或几种。上述淬冷介质可由本领域技术人员依据实际需要进行选择，对此不做进一步的限制。
本发明所述的模具钢的热处理方法，关于步骤3)：
将淬火后的模具钢在550℃-660℃保温进行回火处理；优选保温时间为4-5h。
更优选地，将淬火后的热作模具钢在580℃-660℃保温。
采用本发明所提出的热处理方法，热作模具钢淬火时奥氏体化时间短，奥氏体晶粒极其细小，产生的马氏体晶粒尺寸不会粗化。最后所得的产品组织晶粒细小，韧性高。
作为本发明的优选技术方案，所述的热处理方法，包括如下步骤：
(1)将φ20～40mm的模具钢在感应线圈中升温6～10分钟至1100℃～1150℃后，保温3～6分钟；
(2)将模具钢从感应线圈拿出随即水冷淬火，水冷至140℃-160℃；
(3)淬火后随即进行回火，在580℃-660℃保温4-5h。
本发明同时提供上述任意一项技术方案所述的热处理方法所得到的热作模具钢。
相比较现有技术，本发明的有益效果是：
采用本发明所提供的方法，所得的热作模具钢晶粒不会粗化，碳化物更加弥散分布，达到以下效果：与传统的调质工艺对比，模具钢的回火稳定性更好，在相同的回火温度下，模具钢的硬度下降速度较慢；模具钢在处理到同样的硬度下的高温强度均有很大提高，700℃的高温强度提高将近50～100MPa，高温强度提高能够提高模具钢的热疲劳性能；热处理到同样的硬度后，新工艺处理后模具钢的冲击韧性较传统工艺的略高。而且，所提出的方法大幅度缩短淬火工艺中的升温、保温时间；对于小批量和小规格的产品可以达到节约时间和成本效果。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1-4所得热作模具钢的金相组织照片。其中，(a)为实施例1，(b)为实施例2，(c)为实施例3，(d)为实施例4。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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
本实施例提供一种热作模具钢的热处理方法，本实施例采用的模具钢为规格φ20×100mm的耐热耐磨钢25Cr3Mo2WNiVNb。
热处理方法包括如下步骤：
1)将模具钢放置在感应线圈中，6分钟升温到1100℃，保温6min；
2)将保温后的模具钢水冷至150℃左右后取出；
3)将淬火后的模具钢在640℃回火4小时。
回火后的金相组织如图1(a)所示。
其中，所述的钢25Cr3Mo2WNiWVNb由如下方法制备得到：
①通过真空熔炼技术，按成分质量百分比：C：0.25-0.32wt％；Cr：2.5-3.2wt％；Mo：1.6-2.5wt％；W：0.2-1.0wt％；Ni：0.5-1.5wt％；V：0.2-1.0wt％；Nb：≤0.1wt％；Si：≤0.1wt％；Mn：≤0.5wt％，余量为Fe配料，配料后进行中频感应炉熔炼，浇注成电极棒坯，然后在锻造炉中煅成电极棒；
②电渣重熔工序：将步骤1)锻造开坯所得的电极棒打磨去除氧化皮，放入电渣重熔装置中，进行二次精炼，电渣重熔冷却水系统水温不高于70℃，且进出水温差为8～10℃，电渣重熔后得到电渣钢锭。
③均质退火：加热至少5h升温至1260℃保温8～10h，随后以不低于100℃/h降温速度降至750℃保温6h，之后炉冷至500℃出炉缓冷；
④锻造工艺：500℃左右入炉1h后升温至860℃并保温1h，按300℃/h升温速度升温至1160℃保温1h，，开煅温度不低于1100℃，终煅温度不低于850℃。
实施例2
本实施例提供一种热作模具钢的热处理方法，本实施例采用的模具钢为规格φ20×100mm的耐热耐磨钢25Cr3Mo2WNiVNb(可由实施例1所披露的方法制备得到)。
热处理方法包括如下步骤：
1)将模具钢放置在感应线圈中，6分钟升温到1150℃，保温3min；
2)将保温后的模具钢水冷至150℃左右后取出；
3)将淬火后的模具钢在640℃回火4小时。
回火后的金相组织如图1(b)所示。
实施例3
本实施例提供一种热作模具钢的热处理方法，本实施例采用的模具钢为规格φ40×100mm的耐热耐磨钢25Cr3Mo2WNiVNb(可由实施例1所披露的方法制备得到)。
热处理方法包括如下步骤：
1)将模具钢放置在感应线圈中，10分钟升温到1100℃，保温3min；
2)将保温后的模具钢水冷至150℃左右后取出；
3)将淬火后的模具钢在640℃回火4小时。
回火后的金相组织如图1(c)所示。
实施例4
本实施例提供一种热作模具钢的热处理方法，本实施例采用的模具钢为规格φ40×100mm的耐热耐磨钢25Cr3Mo2WNiVNb(可由实施例1所披露的方法制备得到)。
热处理方法包括如下步骤：
1)将模具钢放置在感应线圈中，10分钟升温到1150℃，保温6min；
2)将保温后的模具钢水冷至150℃左右后取出；
3)将淬火后的模具钢在640℃回火4小时。
回火后的金相组织如图1(d)所示。
实施例5
本实施例提供一种热作模具钢的热处理方法，本实施例采用的模具钢为规格φ40×100mm的热作模具钢4Cr3Mo2NiVNbB钢(HD)。
热处理方法包括如下步骤：
1)将模具钢放置在感应线圈中，10分钟升温到1150℃，保温6min；
2)将保温后的模具钢水冷至150℃左右后取出；
3)将淬火后的模具钢在640℃回火4小时。
实施例6
本实施例提供一种热作模具钢的热处理方法，与实施例1的区别仅在于：
步骤1)：将模具钢放置在感应线圈中，6分钟升温到1300℃，保温6min。
对比实施例1中的热处理方法，实施例6中工艺处理后的硬度和高温强度提高程度相对较高，韧性提高程度相对较低。
实施例7
本实施例提供一种热作模具钢的热处理方法，与实施例1的区别仅在于：
步骤2)：将保温后的模具钢水冷至120℃后取出。
对比实施例1中的热处理工艺，实施例7中工艺处理后的性能提高程度相对较低。
实施例8
本实施例提供一种热作模具钢的热处理方法，与实施例1的区别仅在于：
步骤3)：将淬火后的模具钢在580℃回火5小时。
对比实施例1中的热处理工艺，实施例8中工艺处理后的硬度和高温强度提高程度高，韧性提高程度要相对较低。
对比例1
本对比例提供一种热作模具钢的热处理方法，与实施例1的区别仅在于，步骤1)为：放入电炉升温至980℃保温1小时。
对比例2
本对比例提供一种热作模具钢的热处理方法，与实施例2的区别仅在于，步骤1)为：放入电炉升温至1050℃保温1小时。
对比例3
本对比例提供一种热作模具钢的热处理方法，与实施例3的区别仅在于，步骤1)为：放入电炉升温至980℃保温2小时。
对比例4
本对比例提供一种热作模具钢的热处理方法，与实施例4的区别仅在于，步骤1)为：放入电炉升温至1050℃保温2小时。
对比例5
本对比例提供一种热作模具钢的热处理方法，采用的模具钢为规格φ40×100mm的热作模具钢4Cr3Mo2NiVNbB钢(HD)；
所述方法包括如下步骤：
(1)淬火：将坯料加热至1130℃，保温1h，水冷，淬火组织为马氏体；
(2)回火：将淬火后坯料640℃，保温4h，出炉空冷。
试验例1
本试验例提供实施例1-8和对比例1-5所提供的方法所制备得到的热作模具钢的力学性能。
试验方法：700℃高温拉伸力学性能试验方法参考GB/T4338-2006；室温冲击韧性试验方法参考GB229-63。
试验结果：如表1所示。
表1、实施例1-8、对比例1-5热处理后的热作模具钢的性能对比
从表1可知，与普通热处理方法相比，本发明所提供的热处理方法所得热作模具钢韧性不降低的同时可以提高其高温强度。
试验例2
本试验例提供实施例1、5，对比例1、5所提供的方法所制备得到的热作模具钢的回火稳定性能，按照本领域的一般方法进行测试即可。
结果如表2所示。
表2
从表2可知，本发明所提供的热处理方法后材料经历不同回火温度后材料的洛氏硬度较高，因此本发明所提供的热处理方法可以提高材料的回火稳定性。
试验例3
针对小批量和小规格的产品，本发明所提供的热处理方法可以达到节约时间和成本的效果。
传统调质热处理工艺升温时间最少需要1小时，保温时间1小时，因此整个传统热处理至少需要2小时；而本发明所提供的热处理方法仅需要8～15分钟，因此本发明所提供的热处理方法在一定批量和规格范围以内可以降低时间和成本。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种热作模具钢的热处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将模具钢以80℃-180℃/min的速率升温至1100℃-1300℃，保温3-10min；
2)将保温后的热作模具钢在淬冷介质中淬火；
3)将淬火后的热作模具钢进行回火处理，即得。
2.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述模具钢至少含有Mo、V、Nb元素；
优选地，在所述热作模具钢中，Mo含量为1-4wt％，V含量为0.2-2wt％，Nb含量为小于0.3wt％。
3.根据权利要求1或2所述的热处理方法，其特征在于，步骤1)中：
将模具钢以80℃-150℃/min的速率升温至1100℃-1300℃；优选地，升温至1100℃-1150℃。
4.根据权利要求1-3任一项所述的热处理方法，其特征在于，步骤1)采用感应线圈以进行升温和保温。
5.根据权利要求1-4任一项所述的热处理方法，其特征在于，所述模具钢的直径为≤40mm；优选地，所述直径为20-40mm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的热处理方法，其特征在于，步骤2)中：
将保温后的模具钢在淬冷介质中冷却至120℃-160℃淬火；优选地，冷却至140-160℃。
7.根据权利要求1-6任一项所述的热处理方法，其特征在于，步骤3)中：
将淬火后的模具钢在550℃-660℃保温进行回火处理；
优选地，保温时间为4-5h，和/或，将淬火后的模具钢在580℃-660℃保温。
8.根据权利要求1-7任一项所述的热处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将φ20～40mm的模具钢在感应线圈中升温6～10分钟至1100℃～1150℃后，保温3～6分钟；
(2)将模具钢从感应线圈拿出随即水冷淬火，水冷至140℃-160℃；
(3)淬火后随即进行回火，在580℃-660℃保温4-5h。
9.根据权利要求1-8任一项所述的热处理方法，其特征在于，所述模具钢为25Cr3Mo2WNiVNb或4Cr3Mo2NiVNbB钢；
其中，所述模具钢25Cr3Mo2WNiVNb由按照如下成分质量比的原料制备得到：
C：0.25-0.32wt％；
Cr：2.5-3.2wt％；
Mo：1.6-2.5wt％；
W：0.2-1.0wt％；
Ni：0.5-1.5wt％；
V：0.2-1.0wt％；
Nb：≤0.1wt％；
Si：≤0.1wt％；
Mn：≤0.5wt％；
余量为Fe；
优选地，所述模具钢25Cr3Mo2WNiVNb的制备方法包括如下步骤：
(1)将所述原料经过真空熔炼锻造为电极棒；
(2)对步骤(1)得到的电极棒进行二次精炼和电渣重熔得到电渣钢锭；
(3)对步骤(2)得到的电渣钢锭进行均质退火；
(4)对步骤(3)经过均质退火的电渣钢锭进行锻造，即得。
10.一种热作模具钢，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的热处理方法制得。
CN201910654397.9A 2019-07-19 2019-07-19 一种热作模具钢及其热处理方法 Active CN110438310B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910654397.9A CN110438310B (zh) 2019-07-19 2019-07-19 一种热作模具钢及其热处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910654397.9A CN110438310B (zh) 2019-07-19 2019-07-19 一种热作模具钢及其热处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110438310A true CN110438310A (zh) 2019-11-12
CN110438310B CN110438310B (zh) 2020-08-14

Family

ID=68430843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910654397.9A Active CN110438310B (zh) 2019-07-19 2019-07-19 一种热作模具钢及其热处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110438310B (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111020152A (zh) * 2019-12-03 2020-04-17 雷晓芳 一种热作模具钢的制造方法
CN111057934A (zh) * 2019-12-24 2020-04-24 潘少俊 一种高性能热作模具钢及其生产工艺
CN111057950A (zh) * 2019-12-27 2020-04-24 潘少俊 一种耐高温和高韧性的热作模具钢及其制备方法
CN111500928A (zh) * 2020-04-26 2020-08-07 北京科技大学 一种低温高韧高温高强及高淬透性热模钢及制备技术
CN111549298A (zh) * 2020-05-20 2020-08-18 北京科技大学 一种热作模具钢及其制备方法
CN111676428A (zh) * 2020-07-27 2020-09-18 中国兵器工业第五九研究所 一种耐高温中低碳中低合金钢及其制备方法
CN111826592A (zh) * 2020-07-27 2020-10-27 中国兵器工业第五九研究所 一种高温抗烧蚀低碳中低合金钢及其制备方法
CN111826593A (zh) * 2020-07-27 2020-10-27 中国兵器工业第五九研究所 一种具有高温高耐磨性的中低碳中低合金钢及其制备方法
CN112501520A (zh) * 2020-12-03 2021-03-16 上海工程技术大学 一种耐冲砸耐磨钢及其制备方法
WO2021208181A1 (zh) * 2020-04-14 2021-10-21 北京科技大学 一种低温高韧高温高强及高淬透性热模钢及制备技术
US11180820B1 (en) 2020-05-20 2021-11-23 University Of Science And Technology Beijing Hot-work die steel and a preparation method thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101392353A (zh) * 2008-10-30 2009-03-25 上海大学 高锰低铬型高强韧性热作模具钢及其制备方法
CN101768659A (zh) * 2010-02-23 2010-07-07 河南神龙石油钻具有限公司 一种超长芯棒热处理工艺
CN103305664A (zh) * 2013-06-25 2013-09-18 宝钢轧辊科技有限责任公司 高合金钢热矫直辊及其制造方法
CN109487166A (zh) * 2018-12-21 2019-03-19 北京科技大学 一种高温高强低碳热模钢及其制备方法
CN109735777A (zh) * 2019-03-06 2019-05-10 北京科技大学 一种抗氧化热作模具钢及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101392353A (zh) * 2008-10-30 2009-03-25 上海大学 高锰低铬型高强韧性热作模具钢及其制备方法
CN101768659A (zh) * 2010-02-23 2010-07-07 河南神龙石油钻具有限公司 一种超长芯棒热处理工艺
CN103305664A (zh) * 2013-06-25 2013-09-18 宝钢轧辊科技有限责任公司 高合金钢热矫直辊及其制造方法
CN109487166A (zh) * 2018-12-21 2019-03-19 北京科技大学 一种高温高强低碳热模钢及其制备方法
CN109735777A (zh) * 2019-03-06 2019-05-10 北京科技大学 一种抗氧化热作模具钢及其制备方法

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111020152A (zh) * 2019-12-03 2020-04-17 雷晓芳 一种热作模具钢的制造方法
CN111057934A (zh) * 2019-12-24 2020-04-24 潘少俊 一种高性能热作模具钢及其生产工艺
CN111057950A (zh) * 2019-12-27 2020-04-24 潘少俊 一种耐高温和高韧性的热作模具钢及其制备方法
US11959158B2 (en) 2020-04-14 2024-04-16 University Of Science & Technology Beijing Hot-work die steel with high toughness at low temperatures and high strength at high temperatures and high hardenability and preparation method thereof
WO2021208181A1 (zh) * 2020-04-14 2021-10-21 北京科技大学 一种低温高韧高温高强及高淬透性热模钢及制备技术
CN111500928A (zh) * 2020-04-26 2020-08-07 北京科技大学 一种低温高韧高温高强及高淬透性热模钢及制备技术
CN111549298A (zh) * 2020-05-20 2020-08-18 北京科技大学 一种热作模具钢及其制备方法
EP3940105A4 (en) * 2020-05-20 2022-01-19 University Of Science And Technology Beijing HOT WORK STEEL AND ITS PRODUCTION PROCESS
WO2021232275A1 (zh) * 2020-05-20 2021-11-25 北京科技大学 一种热作模具钢及其制备方法
US11180820B1 (en) 2020-05-20 2021-11-23 University Of Science And Technology Beijing Hot-work die steel and a preparation method thereof
CN111676428B (zh) * 2020-07-27 2021-11-02 中国兵器工业第五九研究所 一种耐高温中低碳中低合金钢及其制备方法
CN111826592B (zh) * 2020-07-27 2021-11-02 中国兵器工业第五九研究所 一种高温抗烧蚀低碳中低合金钢及其制备方法
CN111826593B (zh) * 2020-07-27 2021-11-02 中国兵器工业第五九研究所 一种具有高温高耐磨性的中低碳中低合金钢及其制备方法
CN111826593A (zh) * 2020-07-27 2020-10-27 中国兵器工业第五九研究所 一种具有高温高耐磨性的中低碳中低合金钢及其制备方法
CN111826592A (zh) * 2020-07-27 2020-10-27 中国兵器工业第五九研究所 一种高温抗烧蚀低碳中低合金钢及其制备方法
CN111676428A (zh) * 2020-07-27 2020-09-18 中国兵器工业第五九研究所 一种耐高温中低碳中低合金钢及其制备方法
CN112501520A (zh) * 2020-12-03 2021-03-16 上海工程技术大学 一种耐冲砸耐磨钢及其制备方法
CN112501520B (zh) * 2020-12-03 2021-12-10 上海工程技术大学 一种耐冲砸耐磨钢及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110438310B (zh) 2020-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110438310A (zh) 一种热作模具钢及其热处理方法
CN110273095B (zh) 一种抗拉强度1.5GPa中熵合金的制备方法
CN102912236B (zh) 一种高性能耐磨热作模具钢及其制备工艺
CN109487166A (zh) 一种高温高强低碳热模钢及其制备方法
CN109280849A (zh) 一种高性能热作模具钢及其制造工艺
CN103981347B (zh) 一种CrNiMoV高压用钢锻件晶粒细化的加工方法
EP3715478B1 (en) Wire rod for cold heading, processed product using same, and manufacturing method therefor
CN107974636A (zh) 一种高硬度高淬透性预硬化塑料模具钢及其制备方法
CN107127212A (zh) 超快速加热工艺生产高强塑积中锰冷轧钢板的方法
CN102534134A (zh) 一种中碳轴承钢贝氏体等温淬火热处理工艺方法
CN110484812A (zh) 一种高性能热冲压模具钢及其制造工艺
CN103993235B (zh) 一种高强度热轧防弹钢板的制造方法
CN103333997A (zh) H13模具钢的退火热处理方法
CN111088448B (zh) 一种钴基高温合金带箔材及其制备方法
CN102660713B (zh) 分段硬度低合金钢锤头及其热处理方法
CN101403076A (zh) 一种复合强化高韧性超高强度二次硬化钢
CN110205446A (zh) 一种g520马氏体沉淀硬化不锈钢热处理方法
CN110565025B (zh) 一种具有超高强度高碳合金钢的制备方法
CN109852777B (zh) 一种h13模具钢及其热处理工艺
CN107299203A (zh) 一种锻件的热处理方法
CN112430721A (zh) 防止叶片钢0Cr17Ni4Cu4Nb开裂的固溶热处理方法
JPH039168B2 (zh)
CN104087824A (zh) 一种具有trip效应的超细结构贝氏体钢及其制备方法
CN104099456A (zh) 9Cr18MoV钢锻件的锻造及热处理方法
CN109576465B (zh) 一种压铸模用钢马氏体组织超细化方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant