CN117587321A - 一种耐多次冲击不变形的刀模及其制备工艺 - Google Patents

一种耐多次冲击不变形的刀模及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本申请涉及刀模生产领域，具体公开了一种耐多次冲击不变形的刀模的制备工艺。由于本申请采用C、Si、Fe、Mn、Al、Cr、Ni、Mo、V、Cu、稀土元素协同作用，主要形成了铁素体、奥氏体、β‑Mn相、κ碳化物、Mn3C碳化物等晶体，提高了刀模的抗冲击性能。本申请通过配料、真空熔炼、LF精炼、RH真空精炼、连铸等步骤制得刀模胚体，刀模胚体经过正火以改善刀模的抗冲击性能。刀模胚体经过粗加工形成刀模初步的预设形状，经过淬火、回火进一步提高刀模的硬度、韧性，进而提高刀模的抗冲击性能，最后经过精加工得到预设形状并达到预设精度的刀模，改善了刀模在多次冲压后，刀模由于受到多次冲击容易出现变形的情况的问题，降低了生产成本。

Description

一种耐多次冲击不变形的刀模及其制备工艺
技术领域
本申请涉及刀模生产领域，更具体地说，它涉及一种耐多次冲击不变形的刀模及其制备工艺。
背景技术
刀模，也被称为模具、冲模或压模，是模切行业中常用的工具。刀模一般用于将金属材料或非金属材料冲压出所需的模切产品的形状，常用于包装、电子产品、液晶显示屏、运动用品、文具用品、鞋、拼花家具、塑胶玩具、汽车用品、电池等领域。
一些汽车用的金属零部件在冲压过程需要较高精度的刀模，然而，由于汽车用的金属零部件具有一定的硬度，刀模在多次冲压后，刀模由于受到多次冲击容易出现变形的情况，而刀模变形后达不到冲压的精度要求,需要更换刀模，增加了生产成本。
发明内容
为了改善刀模在多次冲压后，刀模由于受到多次冲击容易出现变形的情况的问题，降低生产成本，本申请提供一种耐多次冲击不变形的刀模及其制备工艺。
第一方面，本申请提供一种耐多次冲击不变形的刀模的制备工艺，采用如下的技术方案：
一种耐多次冲击不变形的刀模的制备工艺，包括有以下步骤：
S1.制备刀模坯体：
S11.配料：以刀模坯体的总量为基准，按重量百分含量计，C0.20-0.26％、Si0.01-0.05％、Mn18.12-18.17％、Al0.26-0.28％、Cr2.50-2.79％、Ni1.20-1.40％、Mo2.10-2.30％、V0.40-0.45％、Cu0.70-0.90％、稀土元素0.001-0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质,杂质的总含量不大于0.05％；其中上述合金成分来自于碳化硅、增碳剂、纯硅粒、纯锰锭、纯铝锭、纯镉粉、纯镍锭、纯钼锭、纯钒锭、稀土金属变质剂、生铁、废钢；
S12.真空熔炼：在真空条件下，将生铁、废钢、碳化硅、增碳剂、纯硅粒混合熔炼，熔炼温度为1550-1620℃，熔炼时间为2-4小时，然后加入纯锰锭、纯铝锭、纯镉粉、纯镍锭、纯钼锭、纯钒锭，进一步熔炼，熔炼温度为1780-2240℃，熔炼时间为0.5-2小时，得到混合熔液，然后将混合熔液静置降温，待混合熔液温度降至1520℃±10℃，加入稀土变质剂，搅拌1-2小时，扒渣，得到钢液；
S13.LF精炼：通过钢包精炼炉，采用双透气砖底吹氩的钢包底吹系统进行吹氩搅拌以去除上浮杂质，钢液温度控制在1530-1560℃，LF精炼时间为1-2小时；
S14.RH真空精炼：钢液温度控制在1530-1560℃，RH真空精炼的真空室压力为11-13Pa,RH真空循环脱气时间为1-3小时；
S15.连铸：采用全保护浇铸，采用立式大方还连铸技术，连铸获得刀模坯体，刀模坯体断面规格为370mm×470mm，刀模坯体成型后随炉冷却至室温；
S2.正火：将刀模坯体升温至910-930℃，保温1.8-2.2小时，将刀模坯体以25-35℃/h的速度降温冷却至450-500℃出炉空冷到室温；
S3.粗加工：将正火后的刀模坯体去除表面的氧化皮，再采用CNC雕刻工艺粗加工成预设形状，得到初模；
S4.淬火：将初模升温至940-960℃，保温1-1.2小时，将初模以60℃/h的速度水冷到室温；
S5.回火：将初模在300-680℃的温度下保温2-3小时，出炉空冷到室温；
S6.精加工：采用CBN刀具进一步精细磨削成预设形状并达到预设精度。
通过采用上述技术方案，C、Si、Fe、Mn、Al、Cr、Ni、Mo、V、Cu、稀土元素协同作用，主要形成了铁素体、奥氏体、β-Mn相、κ碳化物、Mn3C碳化物等晶体，提高了刀模坯体的硬度、韧性，进而提高了刀模的抗冲击性能。其中，C是奥氏体化元素，能够稳定γ相。C元素能增加fcc晶格参数，提高刀模的屈服强度和耐磨性。Si是铁素体化元素，能够稳定α相。Si元素可以有效改善Al2O3氧化层的形成，Si还能够促进κ碳化物析出，防止β-Mn相反应，有利于形成SiO2保护性钝化膜抗氧化，降低fcc晶格参数。Mn是奥氏体化元素，能够稳定γ相，增加fcc晶格参数。Fe/Mn元素在合适的比例可提高刀模的抗氧化性。Al是铁素体化元素，能够稳定α相，降低C的扩散率。Al元素可以增加刀模的堆垛层错能，增加fcc晶格参数，从而抑制γ相转变为ε相，使刀模的强化机制从TRIP效应转化为TWIP。Al元素能大幅降低材料的密度，实现刀模的轻质化提供了现实的同时，还能够提高刀模的力学性能，如强度、硬度、延展性以及耐磨性。因为Al元素能够促进氧化铝保护层的形成，提高了刀模的耐蚀性。Cr是铁素体化元素，能够稳定α相，增强刀模的耐磨性和抗腐蚀性能以及回火稳定性。Ni是奥氏体化的元素。Ni能提高刀模的强度，并保持良好的塑性和韧性。Mo对铁素体有固溶强化作用,同时也能提高碳化物的稳定性,还能够提高刀模的淬透性,从而提高刀模的强度和延展性,Mo可以消除或减轻因其他合金元素所导致的回火脆性而大大有利于增强刀模的冲击韧性。V能细化晶粒,提高正火后的强度和屈服比及低温特性。C是奥氏体化元素，能提高刀模的强度、室温冲击韧度、疲劳强度。由于稀土元素性质比较活泼，能与氧、氮、氢等杂质分别形成比重轻、熔点高的化合物，通常这些化合物容易和熔渣一起从液态金属中排除出去。稀土元素还可以细化晶粒，提高刀模的强度。稀土元素与其他金属元素能发生微合金化作用，进而提高刀模的抗冲击性。通过配料、真空熔炼、LF精炼、RH真空精炼、连铸等步骤制得刀模胚体，刀模胚体经过正火可以消除连铸时过热粗晶组织，正火还可以消除晶界的游离渗碳体，以改善刀模的抗冲击性能。刀模胚体经过粗加工形成刀模初步的预设形状，经过淬火、回火进一步提高刀模的强度、韧性，进而提高刀模的抗冲击性能，最后经过精加工得到预设形状并达到预设精度的刀模，改善了刀模在多次冲压后，刀模由于受到多次冲击容易出现变形的情况的问题，降低生产成本。
可选的，所述稀土元素为铈、铌、钇、镧系元素中的一种或多种的组合。
通过采用上述技术方案，稀土元素为铈、铌、钇、镧系元素中的一种或多种的组合，可以细化晶粒，提高刀模的强度，铈、铌、钇、镧系元素与其他金属元素能发生微合金化作用，进而提高刀模的抗冲击性。
可选的，所述稀土元素为钇。
通过采用上述技术方案，在刀模中加入稀土元素钇后，钢的晶粒明显细化，钇与其他金属元素能发生微合金化作用，均匀分布在晶相体系中，有利于提高刀模的硬度、韧性，进而提高刀模的抗冲击性能。
可选的，所述LF精炼步骤中，LF精炼时，使用高碱度复合精炼渣。
通过采用上述技术方案，高碱度复合精炼渣通过降低渣中氧化铁、氧化锰的含量，可有效降低炉渣的氧化性，使熔渣具有较强的还原性，使脱硫反应朝着降低硫含量的方向进行，脱硫效果好，脱氧和吸附夹杂物能力也好。
可选的，所述高碱度复合精炼渣，按重量份数比，包括铝酸钙18-24份、氧化钙30-35份、氧化铝38-45份、二氧化硅6-8份、氟化钙8-12份、氧化镁3-5份。
通过采用上述技术方案，铝酸钙、氧化钙、氧化铝、二氧化硅、氟化钙、氧化镁协同增效，使熔渣具有较强的还原性，使脱硫反应朝着降低硫含量的方向进行，脱硫效果好，脱氧和吸附夹杂物能力也好。
可选的，所述连铸步骤中，使用结晶器，同时使用电磁搅拌。
通过采用上述技术方案，使用结晶器，同时使用电磁搅拌，减小了钢液二次氧化的可能性以及非金属杂质的不利影响，电磁搅拌通过外界电磁场时感应产生的电磁力，改善消除结晶器内钢水的过热度，可提高刀模坯体的等轴晶率，得到良好凝固组织的刀模坯体，从而改善刀模的性能。
可选的，所述连铸步骤中，保护渣采用碱性氧化保护渣，结晶器渣面高度控制在30-50mm。
通过采用上述技术方案，碱性氧化保护渣是利用碱性物质和氧化物质的协同作用，保护钢水不受外界氧化反应的影响，碱性氧化保护渣融合了碱性和氧化阻挡两种保护原理，能够有效地降低钢水中非金属元素含量，并且不会对金属元素造成太大影响。
可选的，所述正火步骤中，刀模坯体以30℃/h的速度降温。
试验发现，刀模坯体以30℃/h的速度降温，刀模正火效果更好，制得的刀模抗冲击性更好。
可选的，所述回火步骤中，将初模在450-500℃的温度下保温2-3小时。
试验发现，回火步骤中，将初模在450-500℃的温度下保温2-3小时，制得的刀模抗冲击性更好。
第二方面，本申请提供一种耐多次冲击不变形的刀模，采用如下的技术方案：
一种上述的一种耐多次冲击不变形的刀模的制备工艺制备得到的一种耐多次冲击不变形的刀模。
通过采用上述技术方案，制备得到的一种耐多次冲击不变形的刀模通过C、Si、Fe、Mn、Al、Cr、Ni、Mo、V、Cu、稀土元素协同作用，主要形成了铁素体、奥氏体、β-Mn相、κ碳化物、Mn3C碳化物等晶体，提高了刀模坯体的硬度、韧性，进而提高了刀模的抗冲击性能。通过配料、真空熔炼、LF精炼、RH真空精炼、连铸等步骤制得刀模胚体，刀模胚体经过正火可以消除连铸时过热粗晶组织，正火还可以消除晶界的游离渗碳体，以改善刀模的抗冲击性能。刀模胚体经过粗加工形成刀模初步的预设形状，经过淬火、回火进一步提高刀模的硬度、韧性，进而提高刀模的抗冲击性能，最后经过精加工得到预设形状并达到预设精度的刀模，改善了刀模在多次冲压后，刀模由于受到多次冲击容易出现变形的情况的问题，降低了生产成本。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用C、Si、Fe、Mn、Al、Cr、Ni、Mo、V、Cu、稀土元素协同作用，主要形成了铁素体、奥氏体、β-Mn相、κ碳化物、Mn3C碳化物等晶体，提高了刀模坯体的硬度、韧性，进而提高了刀模的抗冲击性能。
2、本申请的制备工艺，通过配料、真空熔炼、LF精炼、RH真空精炼、连铸等步骤制得刀模胚体，刀模胚体经过正火可以消除连铸时过热粗晶组织，正火还可以消除晶界的游离渗碳体，以改善刀模的抗冲击性能。刀模胚体经过粗加工形成刀模初步的预设形状，经过淬火、回火进一步提高刀模的硬度、韧性，进而提高刀模的抗冲击性能，最后经过精加工得到预设形状并达到预设精度的刀模，改善了刀模在多次冲压后，刀模由于受到多次冲击容易出现变形的情况的问题，降低了生产成本。
3、本申请的高碱度复合精炼渣，通过铝酸钙、氧化钙、氧化铝、二氧化硅、氟化钙、氧化镁协同增效，使熔渣具有较强的还原性，使脱硫反应朝着降低硫含量的方向进行，脱硫效果好，脱氧和吸附夹杂物能力也好。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
一种耐多次冲击不变形的刀模的制备工艺，包括有以下步骤：
S1.制备刀模坯体：
S11.配料：以刀模坯体的总量为基准，按重量百分含量计，C0.20％、Si0.05％、Mn18.12％、Al0.28％、Cr2.50％、Ni1.40％、Mo2.10％、V0.45％、Cu0.70％、稀土元素0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质,杂质的总含量不大于0.05％；其中上述合金成分来自于碳化硅、增碳剂、纯硅粒、纯锰锭、纯铝锭、纯镉粉、纯镍锭、纯钼锭、纯钒锭、稀土金属变质剂、生铁、废钢，稀土元素为铈、铌、钇的组合，铈、铌、钇的比例为1:1；1。
S12.真空熔炼：采用真空电弧熔炼设备，在真空条件下，将生铁、废钢、碳化硅、增碳剂、纯硅粒混合熔炼，熔炼温度为1550℃，熔炼时间为4小时，然后加入纯锰锭、纯铝锭、纯镉粉、纯镍锭、纯钼锭、纯钒锭，进一步熔炼，熔炼温度为1780℃，熔炼时间为2小时，得到混合熔液，然后将混合熔液静置降温，待混合熔液温度降至1520℃±10℃，加入稀土变质剂，搅拌1小时，扒渣，得到钢液；
S13.LF精炼：通过钢包精炼炉，使用高碱度复合精炼渣,采用双透气砖底吹氩的钢包底吹系统进行吹氩搅拌以去除上浮杂质，钢液温度控制在1560℃，LF精炼时间为1小时；高碱度复合精炼渣，按重量份数比，包括铝酸钙24份、氧化钙30份、氧化铝45份、二氧化硅6份、氟化钙12份、氧化镁3份。
S14.RH真空精炼：钢液温度控制在1560℃，RH真空精炼的真空室压力为11Pa,RH真空循环脱气时间为3小时；
S15.连铸：采用全保护浇铸，使用结晶器，保护渣采用碱性氧化保护渣，结晶器渣面高度控制在30mm,同时使用电磁搅拌,采用立式大方还连铸技术，连铸获得刀模坯体，刀模坯体断面规格为370mm×470mm，刀模坯体成型后随炉冷却至室温；
S2.正火：将刀模坯体升温至930℃，保温1.8小时，将刀模坯体以35℃/h的速度降温冷却至450℃出炉空冷到室温；
S3.粗加工：将正火后的刀模坯体去除表面的氧化皮，再采用CNC雕刻工艺粗加工成预设形状，得到初模；
S4.淬火：将初模升温至960℃，保温1小时，将初模以60℃/h的速度水冷到室温；
S5.回火：将初模在680℃的温度下保温2小时，出炉空冷到室温；
S6.精加工：采用CBN刀具进一步精细磨削成预设形状并达到预设精度。
实施例2
一种耐多次冲击不变形的刀模的制备工艺，包括有以下步骤：
S1.制备刀模坯体：
S11.配料：以刀模坯体的总量为基准，按重量百分含量计，C0.26％、Si0.01％、Mn18.17％、Al0.26％、Cr2.79％、Ni1.20、Mo2.30％、V0.40、Cu0.90％、稀土元素0.001％，其余为Fe和不可避免的杂质,杂质的总含量不大于0.05％；其中上述合金成分来自于碳化硅、增碳剂、纯硅粒、纯锰锭、纯铝锭、纯镉粉、纯镍锭、纯钼锭、纯钒锭、稀土金属变质剂、生铁、废钢，稀土元素为铈。
S12.真空熔炼：采用真空电弧熔炼设备，在真空条件下，将生铁、废钢、碳化硅、增碳剂、纯硅粒混合熔炼，熔炼温度为1620℃，熔炼时间为2小时，然后加入纯锰锭、纯铝锭、纯镉粉、纯镍锭、纯钼锭、纯钒锭，进一步熔炼，熔炼温度为2240℃，熔炼时间为0.5小时，得到混合熔液，然后将混合熔液静置降温，待混合熔液温度降至1520℃±10℃，加入稀土变质剂，搅拌2小时，扒渣，得到钢液；
S13.LF精炼：通过钢包精炼炉，使用高碱度复合精炼渣,采用双透气砖底吹氩的钢包底吹系统进行吹氩搅拌以去除上浮杂质，钢液温度控制在1530℃，LF精炼时间为2小时；高碱度复合精炼渣，按重量份数比，包括铝酸钙18份、氧化钙35份、氧化铝38份、二氧化硅8份、氟化钙8份、氧化镁5份。
S14.RH真空精炼：钢液温度控制在1530℃，RH真空精炼的真空室压力为13Pa,RH真空循环脱气时间为1小时；
S15.连铸：采用全保护浇铸，使用结晶器，保护渣采用碱性氧化保护渣，结晶器渣面高度控制在50mm,同时使用电磁搅拌,采用立式大方还连铸技术，连铸获得刀模坯体，刀模坯体断面规格为370mm×470mm，刀模坯体成型后随炉冷却至室温；
S2.正火：将刀模坯体升温至910℃，保温2.2小时，将刀模坯体以25℃/h的速度降温冷却至500℃出炉空冷到室温；
S3.粗加工：将正火后的刀模坯体去除表面的氧化皮，再采用CNC雕刻工艺粗加工成预设形状，得到初模；
S4.淬火：将初模升温至940℃，保温1.2小时，将初模以60℃/h的速度水冷到室温；
S5.回火：将初模在300℃的温度下保温3小时，出炉空冷到室温；
S6.精加工：采用CBN刀具进一步精细磨削成预设形状并达到预设精度。
实施例3
一种耐多次冲击不变形的刀模的制备工艺，包括有以下步骤：
S1.制备刀模坯体：
S11.配料：以刀模坯体的总量为基准，按重量百分含量计，C0.23％、Si0.03％、Mn18.15％、Al0.27％、Cr2.65％、Ni1.30％、Mo2.20％、V0.42％、Cu0.80％、稀土元素0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质,杂质的总含量不大于0.05％；其中上述合金成分来自于碳化硅、增碳剂、纯硅粒、纯锰锭、纯铝锭、纯镉粉、纯镍锭、纯钼锭、纯钒锭、稀土金属变质剂、生铁、废钢，稀土元素为钇。
S12.真空熔炼：采用真空电弧熔炼设备，在真空条件下，将生铁、废钢、碳化硅、增碳剂、纯硅粒混合熔炼，熔炼温度为1580℃，熔炼时间为3小时，然后加入纯锰锭、纯铝锭、纯镉粉、纯镍锭、纯钼锭、纯钒锭，进一步熔炼，熔炼温度为2010℃，熔炼时间为1小时，得到混合熔液，然后将混合熔液静置降温，待混合熔液温度降至1520℃±10℃，加入稀土变质剂，搅拌1.5小时，扒渣，得到钢液；
S13.LF精炼：通过钢包精炼炉，使用高碱度复合精炼渣,采用双透气砖底吹氩的钢包底吹系统进行吹氩搅拌以去除上浮杂质，钢液温度控制在1545℃，LF精炼时间为1.5小时；高碱度复合精炼渣，按重量份数比，包括铝酸钙21份、氧化钙32.5份、氧化铝41.5份、二氧化硅7份、氟化钙10份、氧化镁4份。
S14.RH真空精炼：钢液温度控制在1545℃，RH真空精炼的真空室压力为12Pa,RH真空循环脱气时间为2小时；
S15.连铸：采用全保护浇铸，使用结晶器，保护渣采用碱性氧化保护渣，结晶器渣面高度控制在40mm,同时使用电磁搅拌,采用立式大方还连铸技术，连铸获得刀模坯体，刀模坯体断面规格为370mm×470mm，刀模坯体成型后随炉冷却至室温；
S2.正火：将刀模坯体升温至920℃，保温2小时，将刀模坯体以28℃/h的速度降温冷却至475℃出炉空冷到室温；
S3.粗加工：将正火后的刀模坯体去除表面的氧化皮，再采用CNC雕刻工艺粗加工成预设形状，得到初模；
S4.淬火：将初模升温至950℃，保温1.1小时，将初模以60℃/h的速度水冷到室温；
S5.回火：将初模在560℃的温度下保温2.5小时，出炉空冷到室温；
S6.精加工：采用CBN刀具进一步精细磨削成预设形状并达到预设精度。
实施例4
实施例4与实施例3的区别在于，回火步骤中，将初模在450℃的温度下保温2.5小时。
实施例5
实施例5与实施例3的区别在于，回火步骤中，将初模在500℃的温度下保温2.5小时。
实施例6
实施例6与实施例3的区别在于，回火步骤中，将初模在475℃的温度下保温2.5小时。
对比例
对比例1
对比例1为市售同类型同规格刀模。
对比例2
对比例2与实施例6的区别在于，不添加稀土金属变质剂。
对比例3
一种刀模的制备工艺，包括有以下步骤：
S1.制备刀模坯体：
S11.配料：以刀模坯体的总量为基准，按重量百分含量计，C0.23％、Si0.03％、Mn18.15％、Al0.27％、Cr2.65％、Ni1.30％、Mo2.20％、V0.42％、Cu0.80％、稀土元素0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质,杂质的总含量不大于0.05％；其中上述合金成分来自于碳化硅、增碳剂、纯硅粒、纯锰锭、纯铝锭、纯镉粉、纯镍锭、纯钼锭、纯钒锭、稀土金属变质剂、生铁、废钢，稀土元素为钇。
S12.真空熔炼：采用真空电弧熔炼设备，在真空条件下，将生铁、废钢、碳化硅、增碳剂、纯硅粒混合熔炼，熔炼温度为1580℃，熔炼时间为3小时，然后加入纯锰锭、纯铝锭、纯镉粉、纯镍锭、纯钼锭、纯钒锭，进一步熔炼，熔炼温度为2010℃，熔炼时间为1小时，得到混合熔液，然后将混合熔液静置降温，待混合熔液温度降至1520℃±10℃，加入稀土变质剂，搅拌1.5小时，扒渣，得到钢液；
S13.LF精炼：通过钢包精炼炉，使用高碱度复合精炼渣,采用双透气砖底吹氩的钢包底吹系统进行吹氩搅拌以去除上浮杂质，钢液温度控制在1545℃，LF精炼时间为1.5小时；高碱度复合精炼渣，按重量份数比，包括铝酸钙21份、氧化钙32.5份、氧化铝41.5份、二氧化硅7份、氟化钙10份、氧化镁4份。
S14.RH真空精炼：钢液温度控制在1545℃，RH真空精炼的真空室压力为12Pa,RH真空循环脱气时间为2小时；
S15.连铸：采用全保护浇铸，使用结晶器，保护渣采用碱性氧化保护渣，结晶器渣面高度控制在40mm,同时使用电磁搅拌,采用立式大方还连铸技术，连铸获得刀模坯体，刀模坯体断面规格为370mm×470mm，刀模坯体成型后随炉冷却至室温；
S2.正火：将刀模坯体升温至920℃，保温2小时，将刀模坯体以28℃/h的速度降温冷却至475℃出炉空冷到室温；
S3.淬火：将刀模坯体升温至950℃，保温1.1小时，将刀模坯体以60℃/h的速度水冷到室温；S4.回火：将刀模坯体在560℃的温度下保温2.5小时，出炉空冷到室温；
S5.粗加工：将回火后的刀模坯体去除表面的氧化皮，再采用CNC雕刻工艺粗加工成预设形状，得到初模；
S6.精加工：采用CBN刀具进一步精细磨削成预设形状并达到预设精度。
性能检测
将实施例1-6制备得到的耐多次冲击不变形的刀模、对比例1的市售同类型同规格刀模、对比例2以及对比例3制备得到的刀模进行力学性能检测。
硬度测试：利用HR-150型洛氏硬度计对刀模进行硬度测试，选用150kg载荷，参考GB/T230.1—2004《金属洛氏硬度试验第一部分：试验方法》测试，每个刀模试样取5个点，求其平均值作为最终硬度值。
冲击韧性试验：参考《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》GB/T229—2007，将刀模取10mm×10mm×55mm刀模试样，在刀模试样上开设深度为2mm标准夏比U型缺口，冲击韧性试验在JBN-300B型摆锤式冲击试验机上进行，试验在室温下进行，为了提高数据的准确性，每种刀模试样分别测量3次，取平均值为最终的冲击韧性。
对比实施例1-6与对比例1，实施例1-6的硬度均大于49HRC，明显高于对比例1的硬度，实施例1-6的冲击韧性均大于128J·mm2，明显高于对比例1的冲击韧性，说明本申请的耐多次冲击不变形的刀模的硬度和冲击韧性明显高于市售同类型同规格刀模。本申请的耐多次冲击不变形的刀模多次冲击后不易变形，仍能达到冲压的精度要求。
对比实施例1-6与对比例2，实施例1-6的硬度明显高于对比例2的硬度，实施例1-6的冲击韧性明显高于对比例2的冲击韧性，说明稀土变质剂对刀模的抗冲击性产生了重要作用，添加稀土元素能明显提高刀模的抗冲击性。
对比实施例1-6与对比例3，实施例1-6的硬度明显高于对比例3的硬度，实施例1-6的冲击韧性明显高于对比例3的冲击韧性，说明淬火、回火等制备步骤以及粗加工、淬火、回火、精加工等步骤的先后顺序对刀模的抗冲击性产生了重要作用，本申请的制备工艺能明显提高刀模的抗冲击性。
上述具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本申请做出没有创造性贡献的修改，但均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种耐多次冲击不变形的刀模的制备工艺，其特征在于，包括有以下步骤：
S1.制备刀模坯体：
S11.配料：以刀模坯体的总量为基准，按重量百分含量计，C0.20-0.26%、Si0.01-0.05%、Mn18.12-18.17%、Al0.26-0.28%、Cr2.50-2.79%、Ni1.20-1.40%、Mo2.10-2.30%、V0.40-0.45%、Cu0.70-0.90%、稀土元素0.001-0.005%，其余为Fe和不可避免的杂质,杂质的总含量不大于0.05%；其中上述合金成分来自于碳化硅、增碳剂、纯硅粒、纯锰锭、纯铝锭、纯镉粉、纯镍锭、纯钼锭、纯钒锭、稀土金属变质剂、生铁、废钢；
S12.真空熔炼：在真空条件下，将生铁、废钢、碳化硅、增碳剂、纯硅粒混合熔炼，熔炼温度为1550-1620℃，熔炼时间为2-4小时，然后加入纯锰锭、纯铝锭、纯镉粉、纯镍锭、纯钼锭、纯钒锭，进一步熔炼，熔炼温度为1780-2240℃，熔炼时间为0.5-2小时，得到混合熔液，然后将混合熔液静置降温，待混合熔液温度降至1520℃±10℃，加入稀土变质剂，搅拌1-2小时，扒渣，得到钢液；
S13.LF精炼：通过钢包精炼炉，采用双透气砖底吹氩的钢包底吹系统进行吹氩搅拌以去除上浮杂质，钢液温度控制在1530-1560℃，LF精炼时间为1-2小时；
S14.RH真空精炼：钢液温度控制在1530-1560℃，RH真空精炼的真空室压力为11-13Pa,RH真空循环脱气时间为1-3小时；
S15.连铸：采用全保护浇铸，采用立式大方还连铸技术，连铸获得刀模坯体，刀模坯体断面规格为370mm×470mm，刀模坯体成型后随炉冷却至室温；S2.正火：将刀模坯体升温至910-930℃，保温1.8-2.2小时，将刀模坯体以25-35℃/h的速度降温冷却至450-500℃出炉空冷到室温；
S3.粗加工：将正火后的刀模坯体去除表面的氧化皮，再采用CNC雕刻工艺粗加工成预设形状，得到初模；S4.淬火：将初模升温至940-960℃，保温1-1.2小时，将初模以60℃/h的速度水冷到室温；
S5.回火：将初模在300-680℃的温度下保温2-3小时，出炉空冷到室温；
S6.精加工：采用CBN刀具进一步精细磨削成预设形状并达到预设精度。
2.根据权利要求1所述的一种耐多次冲击不变形的刀模的制备工艺，其特征在于：所述稀土元素为铈、铌、钇、镧系元素中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的一种耐多次冲击不变形的刀模的制备工艺，其特征在于：所述稀土元素为钇。
4.根据权利要求1所述的一种耐多次冲击不变形的刀模的制备工艺，其特征在于：所述LF精炼步骤中，LF精炼时，使用高碱度复合精炼渣。
5.根据权利要求4所述的一种耐多次冲击不变形的刀模的制备工艺，其特征在于：所述高碱度复合精炼渣，按重量份数比，包括铝酸钙18-24份、氧化钙30-35份、氧化铝38-45份、二氧化硅6-8份、氟化钙8-12份、氧化镁3-5份。
6.根据权利要求1所述的一种耐多次冲击不变形的刀模的制备工艺，其特征在于：所述连铸步骤中，使用结晶器，同时使用电磁搅拌。
7.根据权利要求1所述的一种耐多次冲击不变形的刀模的制备工艺，其特征在于：所述连铸步骤中，保护渣采用碱性氧化保护渣，结晶器渣面高度控制在30-50mm。
根据权利要求1所述的一种耐多次冲击不变形的刀模的制备工艺，其特征在于：所述正火步骤中，刀模坯体以30℃/h的速度降温。
8.根据权利要求1所述的一种耐多次冲击不变形的刀模的制备工艺，其特征在于：所述回火步骤中，将初模在450-500℃的温度下保温2-3小时。
9.一种权利要求1～9任意一项所述的一种耐多次冲击不变形的刀模的制备工艺得到的一种耐多次冲击不变形的刀模。
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