CN113337780A - 一种模具钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种模具钢及其制备方法，属于模具钢技术领域。一种模具钢的制备方法，其特在在于，包括以下步骤：S1、原料处理：按照模具钢质量百分比组分进行配料，采用常规方法熔炼、冷却脱模，得到钢锭；S2、重熔精炼：将钢锭重熔，1100～1400℃、4～5小时；并在加工过程中，使电极埋入较浅位置并使其形成较浅的熔池，当结晶至预设时间后，对重熔钢锭下部进行强制冷却；S3、一次退火处理：球化退火工艺；S4、锻打：经水压机锻造、镦粗、拔长，初锻温度1180℃，终锻温度950℃；S5、二次退火处理：正火后进行球化退火工艺；S6、精加工：经精加工后得到磨具钢。
Description
技术领域
本发明属于模具钢技术领域，特别是一种模具钢及其制备方法。
背景技术
热作模具在实际生产过程中，高温的液态金属以及让液态金属温度降低的其它介质会混合在热作模具钢的型腔内部，使热作模具受到循环状态的加热和冷却过程，还会使热作模具产生热胀冷缩的效应，当冲压高温工件时，热作模具的型腔内与高温工件的接触面会产生比较复杂的拉应变和拉应力，当与高温工件分开后，热作模具型腔内部温度会快速下降，因此会产生压应变和压应力，这样周而复始就会使热作模具发生高温疲劳现象，最终产生热疲劳裂纹而失效。
热作模具钢是生产高温下冲压模具的主要原材料，所以如何提其使用性能成为当今许多研究学者的研究焦点。
断裂、热疲劳和高温下磨损是高温下冲压模具失效的主要三种形式。由于热作模具的服役环境和其本身的性能差异，各种热作模具钢的失效主要体现在这三种失效形式上，其中热疲劳引起的失效占据了整个失效情况的一半以上。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种模具钢，具有使用寿命久的特点。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种模具钢，其特在在于，按质量百分比包含如下组分：C 0.32-0.45％、Si 0.2-0.3％、Mn 0.5-0.7％、Cr 4.75-5.5％、Mo 2.7-2.9％、V 0.4-0.6％、S≤0.03％、P≤0.03％、余量为Fe。
在上述模具钢中，按质量百分比包含如下组分：C 0.32-0.45％、Si 0.2-0.3％、Mn0.5-0.7％、Cr 4.75-5.5％、Mo 2.7-2.9％、V 0.4-0.6％、S≤0.02％、P≤0.003％、余量为Fe。
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种模具钢的制备方法。
一种模具钢的制备方法，其特在在于，包括以下步骤：
S1、原料处理：按照模具钢质量百分比组分进行配料，采用常规方法熔炼、冷却脱模，得到钢锭；
S2、重熔精炼：将钢锭重熔，1100～1400℃、4～5小时；并在加工过程中，使电极埋入较浅位置并使其形成较浅的熔池，当结晶至预设时间后，对重熔钢锭下部进行强制冷却；
S3、一次退火处理：球化退火工艺；
S4、锻打：经水压机锻造、镦粗、拔长，初锻温度1180℃，终锻温度950℃；
S5、二次退火处理：正火后进行球化退火工艺；
S6、精加工：经精加工后得到磨具钢。
在上述模具钢的制备方法中，在钢液以液态形式保持时，通过电磁搅拌，降低偏析程度。
在上述模具钢的制备方法中，在步骤S2中，在凝固过程中，获取高冷却速度，加强冷却强度，同时尽可能缩短冷却位置与固液界面的距离。
在上述模具钢的制备方法中，电极埋入较浅位置为确保不会导致电极氧化即可。
在上述模具钢的制备方法中，采用六面锻造技术。
在上述模具钢的制备方法中，所述强制冷却采用急风速冷。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.在H13电渣热作模具钢的基础上，充分利用废旧合金中废弃的Si、Mo、V合金强化元素，经合金化处理，进一步提高DH21热作模具钢的综合性能，特别是改善模具钢的热强性(红硬性)。
2.低硅电极钢棒在熔炼前充分对二次利用的废旧合金中的Si、Mo、V合金强化元素进行检测，并对按相应的标准配比进行适配，然后置入中频炉进行熔炼。熔炼期间合理的炉温、熔炼时间控制，合金元素Si、Mo、V的烧失量控制、其他杂质元素控制等需要通过熔炼实践而获得较佳的工艺参数和控制方法，形成优质电极的熔炼工艺。
3.多段式等温球化退火工艺：实现锻造后所得片层状珠光体与网状渗碳体，经球化退火充分球化后得到球状珠光体组织。从而便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易长大，冷却时工件变形和开裂倾向小。淬火效果均一；抑制淬裂、淬弯等现象；提高耐磨性、刀刃锋利程度及使用寿命。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
一种模具钢，其特在在于，按质量百分比包含如下组分：C 0.4％、Si 0.25％、Mn0.6％、Cr 5.1％、Mo 2.8％、V0.45％、S 0.012％、P 0.0007％、余量为Fe。
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种模具钢的制备方法。
一种模具钢的制备方法，其特在在于，包括以下步骤：
S1、原料处理：按照模具钢质量百分比组分进行配料，采用常规方法熔炼、冷却脱模，得到钢锭；
S2、重熔精炼：将钢锭重熔，1100～1400℃、4～5小时；并在加工过程中，使电极埋入较浅位置并使其形成较浅的熔池，当结晶至预设时间后，对重熔钢锭下部进行强制冷却；
S3、一次退火处理：球化退火工艺；
S4、锻打：经水压机锻造、镦粗、拔长，初锻温度1180℃，终锻温度950℃；
S5、二次退火处理：正火后进行球化退火工艺；
S6、精加工：经精加工后得到磨具钢。
在上述模具钢的制备方法中，所述在钢液以液态形式保持时，通过电磁搅拌，降低偏析程度。
在上述模具钢的制备方法中，在步骤S2中，在凝固过程中，获取高冷却速度，加强冷却强度，同时尽可能缩短冷却位置与固液界面的距离。
在上述模具钢的制备方法中，电极埋入较浅位置为确保不会导致电极氧化即可。
在上述模具钢的制备方法中，采用六面锻造技术。
在上述模具钢的制备方法中，所述强制冷却采用急风速冷。
以上部件均为通用标准件或本技术领域人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种模具钢，其特在在于，按质量百分比包含如下组分：C 0.32-0.45％、Si 0.2-0.3％、Mn 0.5-0.7％、Cr 4.75-5.5％、Mo 2.7-2.9％、V 0.4-0.6％、S≤0.03％、P≤0.03％、余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的模具钢的制备方法，其特征在于，按质量百分比包含如下组分：C 0.32-0.45％、Si 0.2-0.3％、Mn 0.5-0.7％、Cr 4.75-5.5％、Mo 2.7-2.9％、V 0.4-0.6％、S≤0.02％、P≤0.003％、余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种模具钢的制备方法，其特在在于，包括以下步骤：
S1、原料处理：按照模具钢质量百分比组分进行配料，采用常规方法熔炼、冷却脱模，得到钢锭；
S2、重熔精炼：将钢锭重熔，1100～1400℃、4～5小时；并在加工过程中，使电极埋入较浅位置并使其形成较浅的熔池，当结晶至预设时间后，对重熔钢锭下部进行强制冷却；
S3、一次退火处理：球化退火工艺；
S4、锻打：经水压机锻造、镦粗、拔长，初锻温度1180℃，终锻温度950℃；
S5、二次退火处理：正火后进行球化退火工艺；
S6、精加工：经精加工后得到磨具钢。
4.根据权利要求2所述的模具钢的制备方法，其特征在于，在钢液以液态形式保持时，通过电磁搅拌，降低偏析程度
5.根据权利要求2所述的模具钢的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，在凝固过程中，获取高冷却速度，加强冷却强度，同时尽可能缩短冷却位置与固液界面的距离。
6.根据权利要求2所述的模具钢的制备方法，其特征在于，电极埋入较浅位置为确保不会导致电极氧化即可。
7.根据权利要求2所述的模具钢的制备方法，其特征在于，采用六面锻造技术。
8.根据权利要求5所述的模具钢的制备方法，其特征在于，所述强制冷却采用急风速冷。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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