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一种铬系热作模具钢制造技术

技术编号:1787506 阅读:348 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术新型铬系热作模具钢属于一种热作模具钢,特别是涉及一种含钨很低的热作模具钢及其热处理工艺。按重量百分比计包括:碳C 0.3~0.8%,硅Si 0.2~0.8%,锰Mn0.2~0.8%,铬Cr 6.0~8.0%,钨W 1.0~2.4%,钼Mo 0.8~2.0%,钒V 0.3~1.0%,钴Co0.3~8.0%,镍Ni 0.3~1.5%,硫S≤0.005%,磷P≤0.030%,硼B 0.03%~0.10%,氮化物含量的范围为0.02%≤氮化物≤0.20%,氮N含量的范围为0.02%≤氮N≤0.10%,其余量为铁Fe。本发明专利技术钢的晶粒更细化,产生了耐热性、耐韧性、抗压强度都大大增加的效果,硬度在55~61HRC,是现有模具钢的三倍以上的耐用次数。本发明专利技术还提供了该钢淬火温度为1050℃~1090℃这种较低温度的热处理工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种热作模具钢,特别是涉及一种用铬Cr大量代替钨W的热作模具钢 及其热处理工艺。
技术介绍
我国常用的热作模具钢3Cr2W8V钢广泛用做黑色和有色金属热挤压模。这种钢的 热稳定性高,使用温度达650°C,但钨系热作模具钢的导热性低、冷热疲劳性差。南京 理工大学对3Cr2W8V热作模具钢的热疲劳性能进行了研究,得出可能最佳方案为830 。Cx2h+730'Cx4h球化退火,115(TCx30min淬火,630。Cx2h回火2次。用一般箱式电炉 达不到115(TC的淬火温度,这样在少批量生产上不方便淬火及交货时间。中国专利技术专利ZL 200410010656.8授权公开号CN1557985《新型变质热作模具钢》 公开一种新型变质热作模具钢材料。由以下主要化学成分按重量百分比组成C: 0.200 0.350, Cr: 7.000 13.000, Mo: 0.800 2.000, Ni: 0.600 1.500, V: 0.300 1.200, Mn: 0.200 0扁,Si: 0.700 1.500, S^O扁,P^O扁,N: 0.005 0.100, Ti: 0.050— 0.200, Ca: 0.001 0.050, Ce: 0.000 0.100, Y: 0.000 0.100, Fe:余量。该专利技术新 型变质热作模具钢具有高的使用寿命。该钢具有很高的铬Cr和硅Si的含量,但Cr含 量7.000 13.000的范围太宽,已不能是一种钢了。中国专利技术专利申请200610095014.1申请公开号CN1904122《高性能热作模具钢》本 专利技术的高性能热作模具钢,包括以下含量按重量百分比计的化学成分C: 0.70 1.98, Si: 0.30—1.50, Mn: 0.20 0.70, Cr: 0.80 2.00, W: 0.80 1.40, Mo: 1.00 1.80, Ni: 1.00 3.00, V: 0.30 1.20, Bi: O.O卜O见稀土硅镁0.05 0.08, P<0.03, S <0.03,余量为Fe及不可避免的微量杂质。该钢具有很高的碳C和镍Ni的含量。碳C 的含量C0.70 1.98的范围太宽,已不能是一种钢了。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种比现有热作模具钢3Cr2W8V的耐热性和韧性更好的热作 模具钢。本专利技术的第二次目的是提供本专利技术这种热作模具钢的热处理工艺。 本专利技术的技术方案是 本专利技术的一种新型铬系热作模具钢,按重量百分比计包括碳C 0.30~0.80%, 硅Si 0,20~0.80%, 锰Mn0.20~0.80%, 铬Cr 6.00 8.00%, 钨W 1.00~2.400/o, 钼Mo 0.80~2.00%, 钒V 0.30~1.00o/o, 钴Co 0.30~8.00%, 镍Ni 0.30~1.50%, 硫S《0.005。/。, 磷P《0.030%,其余量为铁Fe。本专利技术新型铬系热作模具钢自定名为Cr7WlMolVNiCo。作为优选,上述新型铬系热作模具钢按重量百分比计包括 碳C 0.38~0.60%, 硅Si 0.20~0.40%, 锰Mn0.20~0.40%, 铬Cr 6.00-7.00%, 鸨W 1.60~2.00%,钼Mo 1.20-1.60%, 钒V 0.40~0.600/o,钴Co 0.30~8.00%, 镍Ni 0.30~0.70°/o, 硫S《0.005。/d,磷P《0.030%,其余量为铁Fe。作为最优选取值,上述新型铬系热作模具钢按重量百分比计包括 碳C 0.65%,硅Si 0.30%, 锰Mn 0.30%, 铬Cr 7.00%, 钩W1.80。/。, 钼Mo 1.40%, 钒V0.50。/。, 钴Co 0.50%,镍Ni0.500/。, 硫S《0.0050/0, 磷P《0.030%,其余量为铁Fe。作为最优选取值,上述新型铬系热作模具钢按重量百分比计包括碳C0.40。/。, 硅Si 0.30%, 锰Mn0.30%, 铬0 7.00%, 鸨W1.80。/。, 钼Mo 1.40%, 钒V0.50。/。, 钴Co 0.50%,镍Ni0.500/0,硫S《0.0050/0, 磷P《0.0300/0,其余量为铁Fe。作为优选,上述任何一种新型铬系热作模具钢中还包括按重量百分比计还包括硼B 含量的范围为0.03%—0.10%。作为优选,上述一种新型铬系热作模具钢中还包括按重量百分比计还包括微量的氮 化物,含量的范围为0.02%《氮化物《0.20% ,氮化物包括BN、 A1N、 FeN、 CrN、 MnN、 TiN、 VN的一种或全部;还包括微量的氮N,按重量百分比计氮N含量的范 围为0.02。/。《氮N《0.100/0。作为优选,上述一种新型铬系热作模具钢中还包括按重量百分比计还包括0.30%的 铌Nb, 0.30y。以下的钛Ti, 0.05%以下的稀土元素。上述任何配合比,任何优选配合比的新型铬系热作模具钢的热处理工艺,包括以下步骤(1) 、预加热将全部原料预加热温度为580'C 620'C,预加热时间为50~70分钟(2) 、淬火加热淬火加热温度为1050°C~1090°C,采用油冷却或者空气冷却或者盐 浴冷却,淬火时间为20~30分钟;(3) 、回火回火温度为520'C 540'C,然后空气冷却至室温。作为优选,预加热后,还进行第二次预加热,然后进行淬火,第二次预加热温度850'C 900'C,第二次预加热时间为40~50分钟;第一次回火空气冷却后,再进行第 二次回火,第二次回火温度52(TC 540'C,然后空气冷却至室温。 作为优选,第二次回火空气冷却至室温后,再进行第三次回火,第三次回火温度480 °C~500°C,然后空气冷却至室温。本专利技术一种新型铬系热作模具钢主要组份范围确定的理由如下碳C:是控制马氏体强度的关键因素,也是影响韧性的主要因素。国内外关于低碳 马氏体的大量研究表明若要获得较好的综合机械性能,钢中碳量要控制在.80%-0.30%。硅Si:硅的加入可提高钢的淬透性和基体强度。硅溶于ct-Fe中,使其强化,并提高 a-Fe转变r-Fe的转变温度及高温抗氧化能力。硅是不溶于碳化物,但能提高回火时析 出特殊碳化物的弥散度;近期研究表明加入适量的硅可以改善钢的韧性。锰Mn:除了能提高淬透性之外,还可以消除硫的有害影响。铬Cn铬形成碳化物,可提高钢的淬透性。淬火加热时铬溶于奥氏体,淬火后固溶 于马氏体中,可以提高钢的抗回火能力。热作模具钢中,a-Fe中铬含量少于2。/。时,随 着铬含量的增加,高温强度随之上升,但铬含量大于2%时,高温强度将随铬含量的增 加反而下降。同时,还会引起碳化物偏析,将导致降低冲击韧性。钨W和钼Mo:钨的加入在多元复合合金化的热作模具钢中,可以明显地降低钢的 过热敏感倾向,并提高钢的热稳定性。但钨的含量超过2.0-3.0%,钢的热强性不会再有 明显提高,反而会使韧性下降。 一般应控制在1%左右。钼的加入,可以提高钢的淬透 性与热强性,又可以防止第二类回火脆性。但钼加入过多,会造成钼碳化物偏析,在回 火过程中沿晶界呈针状或网状析出,影响钢的韧性。钒V:钒可以降低钢的过热敏感倾本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种新型铬系热作模具钢,其特征在于按重量百分比计包括: 碳C0.30~0.80%,硅Si0.20~0.80%,锰Mn0.20~0.80%,铬Cr6.00~8.00%,钨W1.00~2.40%,钼Mo0.80~2.00%,钒V0.30~1.00%,钴Co0.30~8.00%,镍Ni0.30~1.50%,硫S≤0.005%,磷P≤0.030%,其余量为铁Fe。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:周向儒
申请(专利权)人:周向儒
类型:发明
国别省市:51[中国|四川]

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