CN116287968A - 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，所述模具钢采用电渣重熔冶炼、均质化加热、吹风冷却和球化退火工艺制备，且其化学组分按质量百分比计包括：C:0.38‑0.42％,Si:0.30‑0.45％,Mn:0.70‑0.85％,Cr:2.55‑2.80％,Mo:2.30‑2.50％,V:0.80‑1.00％,Ni:0.30‑0.50％,Co:2.50‑3.00％，余量为Fe和杂质。本发明通过优化C和Cr含量，加入Mo、Ni和Co元素，综合考虑不同元素碳化物在淬火过程中溶入奥氏体的规律与其细化晶粒的作用，采用专用工艺制备，具有高硬度，耐热疲劳，使用过程中不易发生热疲劳裂纹，可以提高锻造模具、冲压模具的寿命。

Description

模具钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及钢合金领域，特别涉及一种模具钢，同时本发明还涉及一种上述模具钢制备方法。
背景技术
热作模具使用最广泛和最具代表性的钢种是H13钢，牌号：4Cr5MoSiV1，该钢具有高的淬透性和抗热裂能力，含有较高含量的碳和钒，耐磨性好，韧性相对有所减弱，具有良好的耐热性，在较高温度时具有较好的强度和硬度，高的耐磨性的韧性，优良的综合力学性能和较高的抗回火稳定性。但是用于锻造和冲压模具时因被加工件温度较高1000℃-790℃，冷却液温度较低，受冷热交替影响极易在模具表面产生疲劳裂纹。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种模具钢，以改善硬度和抗耐热疲劳，提高锻造模具、冲压模具的寿命。
一种模具钢，所述模具钢采用电渣重熔冶炼、均质化加热、吹风冷却和球化退火工艺制备，且其化学组分按质量百分比计包括：C:0.38-0.42％,Si:0.30-0.45％,Mn:0.70-0.85％,Cr:2.55-2.80％,Mo:2.30-2.50％,V:0.80-1.00％,Ni:0.30-0.50％,Co:2.50-3.00％，余量为Fe和杂质。
本发明通过优化C和Cr含量，加入Mo、Ni和Co元素，综合考虑不同元素碳化物在淬火过程中溶入奥氏体的规律与其细化晶粒的作用，采用专用工艺制备，具有高硬度，耐热疲劳，使用过程中不易发生热疲劳裂纹，可以提高锻造模具、冲压模具的寿命。使用寿命比现有H13热作模具钢提高50-80％。
进一步的，所述杂质包括P，P：≤0.02％。
进一步的，所述杂质包括S,S：≤0.010％。
进一步的，所述杂质包括N,N：≤0.005％。
进一步的，所述模具钢的液析碳化物含量≤0.001％。
同时，本发明还提出了一种模具钢的制备方法，包括以下步骤：电渣重熔冶炼：将合金原料熔化倒入钢包，经LF炉外精炼，VD炉真空脱气，浇注为钢锭，进行电渣重熔冶炼；均质化加热：将电渣重熔冶炼过的钢锭经退火后用室式炉加热，加热温度在1260-1310℃，加热后开坯摔圆，去应力退火后加热至1030-1130℃锻轧成钢材；将所述钢材进行吹风冷却后，放入加热炉中球化退火，随炉冷到490-510℃出炉。
进一步的，均质化加热温度在1260-1310℃阶段的保温时间是15-20小时。
进一步的，所述球化退火包括：第一台阶：将所述钢材放入加热炉中，以90-100℃/h的速率升温至730-800℃；第二台阶：将所述钢材以90-100℃/h的速率升温至850-880℃；第三台阶：将所述钢材将以≥50℃/h的速率快速降温至800℃；第四台阶：将所述钢材缓降到660-700℃；第五台阶：将所述钢材缓降到520-570℃。
进一步的，所述球化退火的第一台阶保温时间6-8h，第二台阶保温时间5.5-7h，第四台阶保温时间9-11h，第五台阶保温时间3.5-4.5h。
C元素的作用，C元素是碳化物的组成元素之一，部分元素固溶于基体，提高基体强度。C元素含量不高于0.42％，以使钢水在凝固过程中少产生或不产生液析碳化物；C元素不低于0.38％，以使热处理后达到合适的硬度。
Mo元素的作用，Mo元素是中碳化物形成元素，在非平衡冷却情况下，Mo元素形成的碳化物发生相变，产生亚稳态的M2C碳化物，呈片状的、扇形分布的M2C在凝固后冷却后进行锻造加热、保温时分解为细小的M6C+MC，并使其易于分布均匀，增加钢的韧性并提高其热塑性。提高碳化物的稳定性以及钢的强度耐磨性，本发明Mo含量为2.30-2.50％。
Cr元素的作用，Cr元素不低于2.55％以极大减少珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极限溶解度，促进了碳化物的析出，提高钢的强度与硬度，减缓奥氏体分解速率，显著提高钢的淬透性；Cr元素不高于2.80％以使大颗粒M23C6碳化物的含量小于4％，以提高钢的韧性。
V元素的作用，V元素是强碳化物形成元素，在钢中与C元素结合形成高硬度、高强度的MC碳化物，是钢耐磨性的决定性组织因素。溶解的V元素能大大加强钢的二次硬化，而保留的碳化物VC则可大大增加钢的耐磨性。因此本发明设计V元素的含量为0.80～1.00％。V元素的含量不低于0.80％，以形成足够数量的MC碳化物，当V的含量低于0.80％时，MC碳化物的数量相应减少，使钢的耐磨性降低。V的最大含量不高于1.00％，以使模具在使用过程中不产生因液析碳化物产生的开裂。
Si元素强化铁素体，增强钢热处理的二次硬化能力，降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性。本发明Si控制在0.30-0.45％。
Mn元素提高钢的韧性、强度、硬度和耐磨性，本发明Mn控制0.70-0.85％。
Co元素和铁形成连续固溶体，Co在使用过程中阻抑、延缓其他元素碳化物的析出和聚集，明显提升钢的热强性和高温硬度。本发明，Co控制在2.50-3.00％。
Ni元素和铁无限固溶，扩大铁的奥氏体区，降低A3点，稳定奥氏体，降低各元素的扩散速率，提高淬透性，提高钢的强度，提高钢的疲劳抗力。本发明，Ni控制0.30-0.50％。
P是合金中有害元素，增加合金的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏，因此本发明优选的P含量≤0.02％。
S是非金属夹杂物形成元素，为改善消除S与Fe等其它元素形成低熔点非金属夹杂的危害，控制适量Mn与S形成MnS，但MnS在压延方向延伸分布，使压延方向的韧性降低，希望S含量越低越好，本发明要求S≤0.010％。
N元素与C元素相似，与合金元素形成氮化物。氮化物一般作为先析出相在凝固开始阶段析出。在后续凝固过程中受热力学动力学作用极易长大。但氮化物作为第二相，增强钢的强度，耐磨性。为控制氮化物第二相大小及数量。本发明，N控制≤0.005％。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明模具钢制备方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。另外，除本实施例特别说明之外，本实施例中所涉及的各术语及工艺依照现有技术中的一般认知及常规方法进行理解即可。
一种模具钢，模具钢采用电渣重熔冶炼、均质化加热、吹风冷却和球化退火工艺制备，且其化学组分按质量百分比计包括：C:0.38-0.42％,Si:0.30-0.45％,Mn:0.70-0.85％,Cr:2.55-2.80％,Mo:2.30-2.50％,V:0.80-1.00％,Ni:0.30-0.50％,Co:2.50-3.00％，余量为Fe和杂质。
本发明的模具钢的制备经过电渣重熔冶炼，电渣重熔钢(electroslagremelting)是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法。其主要目的是提纯金属并获得洁净组织均匀致密的钢锭。经电渣重熔的钢，纯度高、含硫低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、洁净均匀致密、金相组织和化学成分均匀。电渣钢的铸态机械性能可达到或超过同钢种锻件的指标。
均质化加热是使合金铸锭加热到接近不平衡固相线温度进行长时间保温，可以通过合金元素原子的扩散来消除或减少晶内化学成分和组织的不均匀性，溶解液析碳化物，来改善铸锭的内部组织，消除铸锭残余应力，改善铸锭机械加工性能，同时可以提高塑性、降低变形抗力，使合金的热加工工艺性能得以改善。
吹风冷却是使热加工后的钢材在相转变过程中不经过珠光体相区和贝氏体相区为球化退火提供预先处理的马氏体组织，防止在后续组织中渗碳体的分布不均匀，影响机械性能。同时通过极强的冷却细化热加工后组织晶粒。
球化退火是使钢中碳化物球化而进行的退火，得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。球化退火主要用于共析钢和过共析钢，以获得类似粒状珠光体的球化组织(因不—定是共析成分，故称为球化组织)，从而降低硬度，改善加工性能。但是本发明的C含量在0.38％-0.42％，属于亚共析钢，对此进行球化退火在于使得热加工的组织重结晶进一步细化晶粒以及使得水空交替后的组织形成均匀分布渗碳体的球化退火组织。
本发明通过优化C和Cr含量，加入Mo、Ni和Co元素，综合考虑不同元素碳化物在淬火过程中溶入奥氏体的规律与其细化晶粒的作用，采用上述工艺制备，具有高硬度，耐热疲劳，使用过程中不易发生热疲劳裂纹，钢材经上述工艺生产后按照GB/T18254检测，直径1/4处液析碳化物级别＜1级。采用本发明的模具钢可以提高模具的寿命。使用寿命比现有H13热作模具钢提高50-80％。
本发明的模具钢允许含有一定量不可避免的杂质，其中杂质可能包括P，S，N中的至少一种，优选的P：≤0.02％，S：≤0.010％，N：≤0.008％。
进一步的，本发明的模具钢的液析碳化物含量≤0.001％。
同时，本发明还提出了一种模具钢的制备方法，具体包括以下步骤：
电渣重熔冶炼：采用中性坩埚将合金和返回料熔化倒入钢包，经LF(LadleFurnace)炉外精炼，VD(Vacuum Degasser)炉真空脱气使N≤0.005％。浇注为电极棒钢锭，进行电渣重熔冶炼。
均质化加热：将电渣重熔冶炼过的电极棒钢锭经退火后用室式炉加热，加热温度在1260-1310℃，优选的保温时间15-20小时，采用上述的较长的保温时间可以使钢锭合金内部的结晶分布更均匀。加热后用快锻机开坯摔圆，去应力退火后加热1030-1130℃，用精锻机或轧机成钢材后进行吹风冷却细化处理。
吹风冷却：将精锻机或轧机成材钢材经室式炉加热0.5-3小时，使用300m3/h的风机将钢材冷却至Ms点以上10-30℃。
球化退火：第一台阶：将所述钢材放入加热炉中，以90-100℃/h的速率升温至730-800℃，保温时间优选6-8h；此处可将本钢种均匀加热到奥氏体开始转变温度以下，使本钢种均匀升温，防止加热温升过快热应力产生。第二台阶：将所述钢材以90-100℃/h的速率升温至850-880℃，保温时间优选5.5-7h；此处可将本钢种均匀加热到奥氏体转变终了温度，使本钢种全部转换为奥氏体。第三台阶：将所述钢材将以≥50℃/h的速率快速降温至800℃，不用保温，使本钢种进入相变转化开始温度。第四台阶：将所述钢材缓降到660-700℃保温，保温时间优选为9-11小时；在此过程中，每小时≤15℃的速率缓慢冷却，使本钢种完成相变球化退火，形成珠光体球化组织。第五台阶缓降到520-570℃，保温时间优选3.5-4.5h；出炉前每小时≤15℃的速率降温，使本钢种表面及心部冷却均匀，可以防止内外热应力产生开裂。球化退火完成后，打开所有散热口，随炉冷到490-510℃出炉。采用以上阶梯式的退火方式，台阶温度先开始升高而后降低，使得钢材组织重结晶进一步细化晶粒以及使得吹风冷却后的组织形成均匀分布渗碳体的球化退火组织。
下面对本发明的具体实现方案做详细的描述。
实施例一
本实施例涉及一种模具钢，包括以下质量百分比的组分：C：0.41％，Si：0.40％，Mn：0.73％，P：0.012％，S：0.003％，Cr：2.78％，Mo：2.33％，V：0.90％，N：0.005％，Ni：0.35％，Co：2.75％,余量为铁和不可避免的杂质。
其制备方法包括以下步骤：
采用中性坩埚将合金和返回料熔化倒入钢包，经LF炉外精炼，VD炉真空脱气，浇注为R165电极棒，再经电渣重熔冶炼或连续冷却抽锭式电渣重熔冶炼为φ400电渣锭。
钢锭经退火后经室式炉加热，加热温度在1260℃，17小时均质化，加热后由快锻机摔圆为φ320中间坯，去应力退火后1080℃加热由精锻机或轧机成材吹风冷却到190℃然后球化退火。
进一步的，所述球化退火工艺包括下述步骤：
第一台阶：将所述钢材放入加热炉中，以90-100℃/h的速率升温至730-800℃，保温6-8h；第二台阶：将所述钢材以90-100℃/h的速率升温至850-880℃，保温5.5-7h；第三台阶：将所述钢材将以≥50℃/h的速率快速降温至800℃；第四台阶：将所述钢材缓降到660℃保温，时间为11小时；第五台阶缓降到520℃，保温时间4小时：打开所有散热口，随炉冷到500℃出炉。
产品经1030℃油淬，535℃回火，回火后硬度达到51HRC，晶粒度达到10级，冲击韧性为278J。
实施例二
本实施例涉及一种模具钢，包括以下质量百分比的组分：C:0.41％，Si:0.35％，Mn:0.74％，P:0.012％，S:0.003％，Cr:2.69％，Mo:2.34％，V:0.87％，N:0.005％，Ni:0.35％，Co:2.75％，余量为铁和不可避免的杂质。
其制备方法包括以下步骤：
采用中性坩埚将合金和返回料熔化倒入钢包，经LF炉外精炼，VD炉真空脱气，浇注为R150电极棒，再经电渣重熔冶炼或连续冷却抽锭式电渣重熔冶炼为φ360电渣锭。
钢锭经退火后用室式炉加热，加热温度在1260℃，15小时均质化，加热后由快锻机摔圆为φ260中间坯，去应力退火后1080℃加热由精锻机或轧机成材吹风冷却到190℃然后球化退火。
进一步的，所述球化退火工艺包括下述步骤：
第一台阶：将所述钢材放入加热炉中，以90-100℃/h的速率升温至780℃，保温6-8h；第二台阶：将所述钢材以90-100℃/h的速率升温至850-880℃，保温5.5-7h；第三台阶：将所述钢材将以≥50℃/h的速率快速降温至800℃；第四台阶：将所述钢材缓降到680℃保温，时间为9-11小时；第五台阶缓降到550℃，保温时间4小时：打开所有散热口，随炉冷到500℃出炉。
产品经1050℃油淬，525℃回火，回火后硬度达到52HRC，晶粒度达到10级，冲击韧性为265J。
实施例三
本实施例涉及一种模具钢，包括以下质量百分比的组分：C:0.38％,Si:0.30％,Mn:0.70％,Cr:2.55％,Mo:2.30％,V:1.00％,Ni:0.50％,Co:3.00％,余量为铁和不可避免的杂质。
其制备方法包括以下步骤：
采用中性坩埚将合金和返回料熔化倒入钢包，经LF炉外精炼，VD炉真空脱气，浇注为R150电极棒，再经电渣重熔冶炼或连续冷却抽锭式电渣重熔冶炼为φ315电渣锭。
钢锭经退火后用室式炉加热，加热温度在1260℃，15小时均质化，加热后由精锻机摔圆为φ190中间坯，去应力退火后1080℃加热由精锻机或轧机成材吹风冷却到190℃然后球化退火。
进一步的，所述球化退火工艺包括下述步骤：
第一台阶：将所述钢材放入加热炉中，以90-100℃/h的速率升温至800℃，保温6-8h；第二台阶：将所述钢材以90-100℃/h的速率升温至850-880℃，保温5.5-7h；第三台阶：将所述钢材将以≥50℃/h的速率快速降温至800℃；第四台阶：将所述钢材缓降到700℃保温，时间为9小时；第五台阶缓降到550℃，时间4小时：打开所有散热口，随炉冷到500℃出炉。
产品经1030℃油淬，550℃回火，回火后硬度达到49HRC，晶粒度达到10级，冲击韧性为300J。
实施例四
本实施例涉及一种模具钢，包括以下质量百分比的组分：C:0.42％,Si:0.45％,Mn:0.85％,Cr:2.80％,Mo:2.50％,V:0.80％,Ni:0.30％,Co:2.50％，余量为铁和不可避免的杂质。
其制备方法包括以下步骤：
采用中性坩埚将合金和返回料熔化倒入钢包，经LF炉外精炼，VD炉真空脱气，浇注为R165电极棒，再经电渣重熔冶炼或连续冷却抽锭式电渣重熔冶炼为φ450电渣锭。
钢锭经退火后用室式炉加热，加热温度在1260℃，15小时均质化，加热后由快锻机摔圆为φ360中间坯，去应力退火后1080℃加热由精锻机或轧机成材吹风冷却到190℃然后球化退火。
进一步的，所述球化退火工艺包括下述步骤：
第一台阶：将所述钢材放入加热炉中，以90-100℃/h的速率升温至800℃，保温6-8h；第二台阶：将所述钢材以90-100℃/h的速率升温至850-880℃，保温5.5-7h；第三台阶：将所述钢材将以≥50℃/h的速率快速降温至800℃；第四台阶：将所述钢材缓降到700℃保温，时间为9小时；第五台阶缓降到550℃，时间4小时：打开所有散热口，随炉冷到500℃出炉。
产品经1050℃油淬，550℃回火，回火后硬度达到50HRC，晶粒度达到10级，冲击韧性为280J。
对比例一
本对比例涉及一种模具钢，元素含量与实施例一相同。
其制备方法包括以下步骤：
采用中性坩埚将合金和返回料熔化倒入钢包，经LF炉外精炼，VD炉真空脱气，浇注为R165电极棒，再经电渣重熔冶炼或连续冷却抽锭式电渣重熔冶炼为φ400电渣锭。
钢锭经退火后经室式炉加热，加热温度在1150℃，保温时间4h，加热后由快锻机摔圆为φ320中间坯，去应力退火后1080℃加热由精锻机或轧机成材吹风冷却到190℃然后球化退火。
进一步的，所述球化退火工艺包括下述步骤：
第一台阶：将所述钢材放入加热炉中，以90-100℃/h的速率升温至730℃-800℃，保温6-8h；第二台阶：将所述钢材以90-100℃/h的速率升温至850-880℃，保温5.5-7h；第三台阶：将所述钢材将以≥50℃/h的速率快速降温至800℃；第四台阶：将所述钢材缓降到660℃保温，时间为11小时；第五台阶缓降到520℃，时间4小时：打开所有散热口，随炉冷到500℃出炉。
产品经1030℃油淬，535℃回火，回火后硬度达到51HRC，晶粒度达到10级，冲击韧性为200J。
对比例二
本对比例涉及一种模具钢，元素含量与实施例一相同。
其制备方法包括以下步骤：
本实施例涉及一种模具钢，包括以下质量百分比的组分：C:0.41％，Si:0.35％，Mn:0.74％，P:0.012％，S:0.003％，Cr:2.69％，Mo:2.34％，V:0.87％，N:0.005％，Ni:0.35％，Co:2.75％，余量为铁和不可避免的杂质。
其制备方法包括以下步骤：
采用中性坩埚将合金和返回料熔化倒入钢包，经LF炉外精炼，VD炉真空脱气，浇注为R150电极棒，再经电渣重熔冶炼或连续冷却抽锭式电渣重熔冶炼为φ360电渣锭。
钢锭经退火后用室式炉加热，加热温度在1260℃，15小时均质化，加热后由快锻机摔圆为φ260中间坯，去应力退火后1080℃加热由精锻机或轧机成材然后球化退火。
进一步的，所述球化退火工艺包括下述步骤：
第一台阶：将所述钢材放入加热炉中，以90-100℃/h的速率升温至780℃，保温6-8h；第二台阶：将所述钢材以90-100℃/h的速率升温至850-880℃，保温5.5-7h；第三台阶：将所述钢材将以≥50℃/h的速率快速降温至800℃；第四台阶：将所述钢材缓降到680℃保温，时间为9-11小时；第五台阶缓降到550℃，时间4小时：打开所有散热口，随炉冷到500℃出炉。
产品经1050℃油淬，525℃回火，回火后硬度达到52HRC，晶粒度达到9级，冲击韧性为210J。
对比例三
本对比例涉及一种模具钢，元素配比中除V元素外，其他含量与实施例一相同。制备方法与实施例一相同。V元素含量为1.50％。
产品经1030℃油淬，535℃回火，回火后硬度达到52HRC，晶粒度达到10级，冲击韧性为220J。
对以上各实施例和对比例进行测试，各实施例和对比例的测试结果如下表所示。
表1
实施例一 实施例二 实施例三 实施例四 对比例一 对比例二 对比例三
冲击韧性/J 278 265 300 280 200 210 220
硬度/HRC 51 52 49 50 51 52 52
晶粒度 10级 10级 10级 10级 10级 9级 10级
通过比较上述各实施例和对比例，实施例的冲击韧性显著优于对比例，实施例一与对比例一说明：均质化加热温度在1260-1310℃，优选的保温时间15-20小时，采用上述的较长的保温时间可以使钢锭合金内部的化学成分偏析得到改善，可使在冶炼过程中非平衡态形成的少量液析碳化物在高温下溶解。
实施例一与对比例二说明：吹风冷却是使热加工后的钢材在相转变过程中不经过珠光体相区和贝氏体相区为球化退火提供预先处理的马氏体组织，防止在后续组织中渗碳体的分布不均匀，影响机械性能。同时通过极强的冷却细化热加工后组织晶粒。
实施例一与对比例三说明：V的含量高于1.00％后，产生了液析碳化物，热处理后冲击韧性显著降低。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (9)

1.一种模具钢，其特征在于：所述模具钢采用电渣重熔冶炼、均质化加热、吹风冷却和球化退火工艺制备，且其化学组分按质量百分比计包括：C:0.38-0.42％,Si:0.30-0.45％,Mn:0.70-0.85％,Cr:2.55-2.80％,Mo:2.30-2.50％,V:0.80-1.00％,Ni:0.30-0.50％,Co:2.50-3.00％，余量为Fe和杂质。
2.根据权利要求1所述的模具钢，其特征在于：所述杂质包括P，P：≤0.02％。
3.根据权利要求1所述的模具钢，其特征在于：所述杂质包括S,S：≤0.010％。
4.根据权利要求1任一项所述的模具钢，其特征在于：所述杂质包括N,N：≤0.005％。
5.根据权利要求1-4所述的模具钢，其特征在于：所述模具钢的液析碳化物含量≤0.001％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的模具钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
电渣重熔冶炼：将合金原料熔化倒入钢包，经LF炉外精炼，VD炉真空脱气，浇注为钢锭，进行电渣重熔冶炼；
均质化加热：将电渣重熔冶炼过的钢锭经退火后用室式炉加热，加热温度在1260-1310℃，加热后开坯摔圆，去应力退火后加热至1030-1130℃，锻轧成钢材；
将所述钢材进行吹风冷却后，放入加热炉中球化退火，随炉冷到490-510℃出炉。
7.根据权利要求6所述的模具钢的制备方法，其特征在于：均质化加热温度在1260-1310℃阶段的保温时间是15-20小时。
8.根据权利要求6所述的模具钢的制备方法，其特征在于：所述球化退火包括：
第一台阶：将所述钢材放入加热炉中，以90-100℃/h的速率升温至730-800℃；
第二台阶：将所述钢材以90-100℃/h的速率升温至850-880℃；
第三台阶：将所述钢材将以≥50℃/h的速率快速降温至800℃；
第四台阶：将所述钢材缓降到660-700℃；
第五台阶：将所述钢材缓降到520-570℃。
9.根据权利要求8所述的模具钢的制备方法，其特征在于：所述球化退火的第一台阶保温时间6-8h，第二台阶保温时间5.5-7h，第四台阶保温时间9-11h，第五台阶保温时间3.5-4.5h。
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