CN113943886A - 一种兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢材及模具加工技术领域，尤其涉及一种兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材及制备方法。本发明提供的兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材的化学成分质量百分含量为：C 0.31‑0.45％，Si0.15‑0.32％，Mn 0.5‑0.58％，Cr 4.3‑5.5％，V 0.55‑0.8％，Mo 1.7‑2.2%，Ni 0.25‑0.38％，P≦0.001％，S≦0.0015％，余量为Fe。本发明的制作工艺步骤包括电弧炉熔炼、炉外精练、保护气氛电渣重熔、VAR(真空自耗）、3D锻造、超细化、球化退火。本发明针对于市面进口材料1.2344、8407等热作模具材料，在韧性，抗疲劳性，红硬性性上有显著提高，同时性价比更高，适用于各类压铸产品生产。
Description
技术领域
本发明属于钢材及模具加工技术领域，尤其涉及一种兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材及制备方法。
背景技术
目前市面上1.2344、8407耐磨压铸热作模具钢，具有良好的耐热冲击和抗龟裂能力，高温强度高 ，不论大小尺寸，韧性及延展性高高且各向同性 ，加工性及抛光性优良 ，优良的淬透性 ，良好的热处理尺寸稳定性，但在韧性，抗疲劳性，红硬性性上仍然存在不足，而且价格偏高。为了提高韧性，抗疲劳性，红硬性本发明针对于市面进口材料1.2344、8407等热作模具材料，在韧性，抗疲劳性，红硬性性上有显著提高，同时性价比更高，适用于各类压铸产品生产。
发明内容
本发明的特征在于提供了一种兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材及制备方法。对进口1.2344、8407耐磨压铸热作模具钢在韧性，抗疲劳性，红硬性性上得到了大幅度提高。
为实现上述目的，本发明具体技术方案如下：
一种兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材，主要由下列质量百分含量的化学成分组成：C0.31-0.45％，Si0.15-0.32％，Mn 0.5-0.58％，Cr 4.3-5.5％，V 0.55-0.8％，Mo 1.7-2.2%，Ni 0.25-0.38％，P≦0.001％，S≦0.0015％，余量为Fe。
优选地，所述模具钢材的化学成分质量百分含量为：C 0.35-0.37％，Si 0.20-0.30％，Mn 0.45-0.55％，Cr 4.9-5.2％，V 0.6-0.75％，Mo 1.96-2.06%，Ni 0.3-0.35％，P≦0.001％，S≦0.0015％，余量为Fe。
优选地，所述模具钢材的化学成分质量百分含量为：C 0 .37％，Si 0 .3％，Mn0.55％，Cr 5.2％，V 0.75％，Mo 2.06%，Ni 0.35％，P≦0.001％，S≦0.0015％，余量为Fe。
进一步地，所述模具钢材还包括如下质量百分含量的化学成分：W 0.03-0.05％。
进一步地，所述模具钢材还包括如下质量百分含量的化学成分：Co 0.045-0.065％。
优选地，所述模具钢材的化学成分质量百分含量为：C 0 .36％，Si 0 .25％，Mn0.5％，Cr 5.1％，V 0.68％，Mo 2%,Ni 0.33％，W 0 .04％,Co 0 .05％,P≦0.001％，S≦0.0015％，余量为Fe。
另一方面，本发明还提供了所述兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材的制备方法，该方法包括如下步骤：
1)电弧炉熔炼:按照所述兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材的化学成分及质量百分比进行配料，将配好的料投入电弧炉中熔炼成钢水；
2)炉外精练：将步骤1）得到的钢水倒入过滤包钢精炼炉，净化钢水的纯净度，得到较高纯度的钢水，经铸造得到钢锭;
3)保护气氛电渣重熔：通过气氛保护电渣重熔对步骤2）中的钢锭进行进一步提纯，提高钢的纯净度；抑制钢中钛的烧损，提高其收得率；
4)VAR(真空自耗）：将步骤3）得到钢锭放入真空自耗电弧炉中使得去除非金属夹杂物，得到进一步提纯钢锭；
5)3D锻造：将上述所得钢锭进行锻造，钢锭的加热温度为：1220-1350℃，保温时间≥6h，开锻温度为1080℃-1200℃，终锻温度为800-1000℃，锻造压缩比≥ 9；
6)超细化：将步骤4）所得钢锭加入晶粒细化剂提高钢锭强度和塑性；
7)球化退火:电炉加热至 800℃，保温 9个小时，降温速度20-35℃ / h，至 700℃，再保温 12个小时，随炉冷却至 400℃以下，出炉空冷，表面精整。
优选地，所述步骤3)电渣重熔步骤的具体渣系配比：Al2O3 47％、CaO 38％、CaF215％。
优选地，所述步骤5）锻造比为10。
优选地，所述步骤4)的降温速度为20℃/h。
本发明所提供的兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材及制备方法对市面进口材料1.2344、8407等热作模具材料，在韧性，抗疲劳性，红硬性性上有显著提高，同时性价比更高，适用于各类压铸产品生产。
具体实施方式
实施例1
一种兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材，主要由下列质量百分含量的化学成分组成：C0 .37％，Si 0 .3％，Mn 0.55％，Cr 5.2％，V 0.75％，Mo 2.06%，Ni 0.35％，P≦0.001％，S≦0.0015％，余量为Fe。
实施例2
一种兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材，主要由下列质量百分含量的化学成分组成：C0 .35％，Si 0 .2％，Mn 0.45％，Cr4.9％，V 0.6％，Mo 1.96%,Ni 0.3％，W 0 .03％,P≦0.001％，S≦0.0015％，余量为Fe。
实施例3
一种兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材，主要由下列质量百分含量的化学成分组成：C0 .36％，Si 0 .25％，Mn 0.5％，Cr 5.1％，V 0.68％，Mo 2%,Ni 0.33％，W 0 .04％,Co 0.05％,P≦0.001％，S≦0.0015％，余量为Fe。
实施例4
C 0.4％，Si0.32％，Mn 0.58％，Cr 5.5％，V 0.8％，Mo 2.2%，Ni 0.38％，P≦0.001％，S≦0.0015％，余量为Fe。
制备方法：
1)电弧炉熔炼:按照所述兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材的化学成分及质量百分比进行配料，将配好的料投入电弧炉中熔炼成钢水；
2)炉外精练：将步骤1）得到的钢水倒入过滤包钢精炼炉，净化钢水的纯净度，得到较高纯度的钢水，经铸造得到钢锭;
3)保护气氛电渣重熔：通过气氛保护电渣重熔对步骤2）中的钢锭进行进一步提纯，提高钢的纯净度；抑制钢中钛的烧损，提高其收得率；具体渣系配比：Al2O3 47％、CaO 38％、CaF2 15％；
4)VAR(真空自耗）：将步骤3）得到钢锭放入真空自耗电弧炉中使得去除非金属夹杂物，得到进一步提纯钢锭；
5)3D锻造：将上述所得钢锭进行锻造，钢锭的加热温度为：1300℃，保温时间为8h，开锻温度为1100℃，终锻温度为900℃，锻造压缩比为9；
6)超细化：将步骤4）所得钢锭加入晶粒细化剂提高钢锭强度和塑性；
7)球化退火:电炉加热至 800℃，保温 9个小时，降温速度20℃ / h，至 700℃，再保温12个小时，随炉冷却至 400℃以下，出炉空冷，表面精整。
实施例5
一种兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材，主要由下列质量百分含量的化学成分组成：C0.35％，Si 0.30％，Mn 0.45％，Cr5.2％，V 0.6％，Mo 2.06%，Ni 0.35％，W 0.04%，P≦0.001％，S≦0.0015％，余量为Fe。
制备方法：
1)电弧炉熔炼:按照所述兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材的化学成分及质量百分比进行配料，将配好的料投入电弧炉中熔炼成钢水；
2)炉外精练：将步骤1）得到的钢水倒入过滤包钢精炼炉，净化钢水的纯净度，得到较高纯度的钢水，经铸造得到钢锭;
3)保护气氛电渣重熔：通过气氛保护电渣重熔对步骤2）中的钢锭进行进一步提纯，提高钢的纯净度；抑制钢中钛的烧损，提高其收得率；具体渣系配比：Al2O3 47％、CaO 38％、CaF2 15％；
4)VAR(真空自耗）：将步骤3）得到钢锭放入真空自耗电弧炉中使得去除非金属夹杂物，得到进一步提纯钢锭；
5)3D锻造：将上述所得钢锭进行锻造，钢锭的加热温度为：1250℃，保温时间为7h，开锻温度为1150℃，终锻温度为850℃，锻造压缩比为11；
6)超细化：将步骤4）所得钢锭加入晶粒细化剂提高钢锭强度和塑性；
7)球化退火:电炉加热至 800℃，保温 9个小时，降温速度25℃ / h，至 700℃，再保温12个小时，随炉冷却至 400℃以下，出炉空冷，表面精整。
实施例6
一种兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材，主要由下列质量百分含量的化学成分组成：C0 .34％，Si 0 .19％，Mn 0.52％，Cr 4.7％，V 0.58％，Mo 1.7%,Ni 0.38％，W 0 .035％,Co 0 .056％,P≦0.001％，S≦0.0015％，余量为Fe。
制备方法：
1)电弧炉熔炼:按照所述兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材的化学成分及质量百分比进行配料，将配好的料投入电弧炉中熔炼成钢水；
2)炉外精练：将步骤1）得到的钢水倒入过滤包钢精炼炉，净化钢水的纯净度，得到较高纯度的钢水，经铸造得到钢锭;
3)保护气氛电渣重熔：通过气氛保护电渣重熔对步骤2）中的钢锭进行进一步提纯，提高钢的纯净度；抑制钢中钛的烧损，提高其收得率；具体渣系配比：Al2O3 47％、CaO 38％、CaF2 15％；
4)VAR(真空自耗）：将步骤3）得到钢锭放入真空自耗电弧炉中使得去除非金属夹杂物，得到进一步提纯钢锭；
5)3D锻造：将上述所得钢锭进行锻造，钢锭的加热温度为：1330℃，保温时间为9h，开锻温度为1200℃，终锻温度为1000℃，锻造压缩比为10；
6)超细化：将步骤4）所得钢锭加入晶粒细化剂提高钢锭强度和塑性；
7)球化退火:电炉加热至 800℃，保温 9个小时，降温速度35℃ / h，至 700℃，再保温12个小时，随炉冷却至 400℃以下，出炉空冷，表面精整。
实施例7
一种兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材，主要由下列质量百分含量的化学成分组成：C0 .44％，Si 0 .22％，Mn 0.56％，Cr 4.8％，V 0.78％，Mo 2.1%,Ni 0.32％，W 0 .045％,Co 0 .06％,P≦0.001％，S≦0.0015％，余量为Fe。
制备方法：
1)电弧炉熔炼:按照所述兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材的化学成分及质量百分比进行配料，将配好的料投入电弧炉中熔炼成钢水；
2)炉外精练：将步骤1）得到的钢水倒入过滤包钢精炼炉，净化钢水的纯净度，得到较高纯度的钢水，经铸造得到钢锭;
3)保护气氛电渣重熔：通过气氛保护电渣重熔对步骤2）中的钢锭进行进一步提纯，提高钢的纯净度；抑制钢中钛的烧损，提高其收得率；具体渣系配比：Al2O3 47％、CaO 38％、CaF2 15％；
4)VAR(真空自耗）：将步骤3）得到钢锭放入真空自耗电弧炉中使得去除非金属夹杂物，得到进一步提纯钢锭；
5)3D锻造：将上述所得钢锭进行锻造，钢锭的加热温度为：1280℃，保温时间为6h，开锻温度为1180℃，终锻温度为980℃，锻造压缩比为9；
6)超细化：将步骤4）所得钢锭加入晶粒细化剂提高钢锭强度和塑性；
7)球化退火:电炉加热至 800℃，保温 9个小时，降温速度30℃ / h，至 700℃，再保温12个小时，随炉冷却至 400℃以下，出炉空冷，表面精整。
综合上述实施例，本发明所述兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材钢材及制作方法针对于市面进口材料1.2344、8407等热作模具材料，在韧性，抗疲劳性，红硬性性上有显著提高，同时性价比更高，适用于各类压铸产品生产。
Claims (10)
1.一种兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材，其特征在于，所述兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材主要由下列质量百分含量的化学成分组成：C 0.31-0.45％，Si0.15-0.32％，Mn0.5-0.58％，Cr 4.3-5.5％，V 0.55-0.8％，Mo 1.7-2.2%，Ni 0.25-0.38％，P≦0.001％，S≦0.0015％，余量为Fe。
2.如权利要求1所述的兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材，其特征在于，所述兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材主要由下列质量百分含量的化学成分组成：C 0.35-0.37％，Si0.20-0.30％，Mn 0.45-0.55％，Cr 4.9-5.2％，V 0.6-0.75％，Mo 1.96-2.06%，Ni 0.3-0.35％，P≦0.001％，S≦0.0015％，余量为Fe。
3.如权利要求1所述的兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材，其特征在于，所述兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材主要由下列质量百分含量的化学成分组成：C 0 .37％，Si 0.3％，Mn 0.55％，Cr 5.2％，V 0.75％，Mo 2.06%，Ni 0.35％，P≦0.001％，S≦0.0015％，余量为Fe。
4.如权利要求1所述的兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材，其特征在于，所述兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材还包括如下质量百分含量的化学成分：W 0.03-0.05％。
5.如权利要求1-4任一一项所述的兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材，其特征在于，所述兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材还包括质量百分含量的化学成分：Co 0.045-0.065％。
6.如权利要求5所述的兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材，其特征在于，所述兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材的化学成分质量百分含量为：C 0 .36％，Si 0 .25％，Mn 0.5％，Cr 5.1％，V 0.68％，Mo 2%,Ni 0.33％，W 0 .04％,Co 0 .05％,P≦0.001％，S≦0.0015％，余量为Fe。
7.一种如权利要求1所述兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
1)电弧炉熔炼:按照所述兼有高韧性和抗龟裂热作模具钢材的化学成分及质量百分比进行配料，将配好的料投入电弧炉中熔炼成钢水；
2)炉外精练：将步骤1）得到的钢水倒入过滤包钢精炼炉，净化钢水的纯净度，得到较高纯度的钢水，经铸造得到钢锭;
3)保护气氛电渣重熔：通过气氛保护电渣重熔对步骤2）中的钢锭进行进一步提纯，提高钢的纯净度；抑制钢中钛的烧损，提高其收得率；
4)VAR(真空自耗）：将步骤3）得到钢锭放入真空自耗电弧炉中使得去除非金属夹杂物，得到进一步提纯钢锭；
5)3D锻造：将上述所得钢锭进行锻造，钢锭的加热温度为：1220-1350℃，保温时间≥6h，开锻温度为1080℃-1200℃，终锻温度为800-1000℃，锻造压缩比≥ 9；
6)超细化：将步骤4）所得钢锭加入晶粒细化剂提高钢锭强度和塑性；
7)球化退火:电炉加热至 800℃，保温 9个小时，降温速度20-35℃ / h，至 700℃，再保温 12个小时，随炉冷却至 400℃以下，出炉空冷，表面精整。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)电渣重熔步骤的具体渣系配比：Al2O3 47％、CaO 38％、CaF2 15％。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5）锻造压缩比为10。
10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)的降温速度为20℃/h。
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2020
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| CN114737138B (zh) * | 2022-04-14 | 2022-09-23 | 唐山志威科技有限公司 | 一种高镜面、高韧性超大截面zw863模具钢 |
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