一种高合金模具钢及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开一种高合金模具钢及其制备工艺，高合金模具钢包括C：1.5‑2.3％，Si：0.23‑0.38％，Mn：0.15‑0.35％，Cr：3.15‑7.45％，V：3.12‑4.28％，B：0.01‑0.03％，Zr：0.01‑0.03％，Ni：0.15‑0.38％，余量为Fe和不可避免的杂质元素，本发明专利技术通过对现有高合金模具钢化学成分的调整，添加了Zr、B等金属元素，并限定各个组分的配比，使得高合金模具钢同时具有一定的其硬度和韧性，本发明专利技术制备的高合金模具钢硬度在64‑69HRC，冲击韧度为45‑51a

【技术实现步骤摘要】
一种高合金模具钢及其制备工艺
本专利技术涉及一种模具钢材，特别是一种高合金模具钢。
技术介绍
目前很多工业产品质量的改善，生产效率的提高，产品成本的降低以及产品的更新换代的速度，在一定程度上取决于模具的制造精度、质量、制造周期、成产成本和使用寿命等因素。如家用电器80％左右的零部件依靠模具加工，机电工业中约70％的零部件采用模具成型。随着世界模具制造业的迅速发展，作为模具工业基础的模具钢，近年来发展也极为迅速。模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种。大致可分为:冷轧模具钢、热轧模具钢和塑料模具钢三类。具有高的硬度、强度、耐磨性，足够的韧性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。其中合金含量高的模具钢，具有高的耐磨性、红硬性和纯净度等优点。现有技术中，常用的高合金模具钢，即高碳高铬冷作模具钢Crl2、Crl2MoV，其具有较高的淬透性、淬硬性、耐磨性，高温抗氧化性能好，因此广泛应用于制造各种用途的模具，例如形状复杂的冲孔凹模、冷挤压模、滚螺纹轮、冷剪切刀和精密量具等。然而，这类模具钢属于莱氏体钢，由于钢中含有大量Cr、Mo、V等碳化物形成元素，在凝固和共析转变过程中会形成大量共晶碳化物，导致钢材的热塑性差，在锻造加工过程中容易出现表面裂纹，表现在力学性能上就是硬度高而韧性不足，只能制造一些韧性要求不高的冷作模具。因此，需要进一步改进，以期同时提高其硬度和韧性。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种高合金模具钢及其制备工艺。具体技术方案是：一种高合金模具钢，以质量百分比计，具有如下组分：C：1.5-2.3％，Si：0.23-0.38％，Mn：0.15-0.35％，Cr：3.15-7.45％，V：3.12-4.28％，B：0.01-0.03％，Zr：0.01-0.03％，Ni：0.15-0.38％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。优选的，一种高合金模具钢，以质量百分比计，具有如下组分：C：1.7-2.1％，Si：0.26-0.29％，Mn：0.21-0.31％，Cr：4.45-6.15％，V：3.72-3.48％，B：0.02-0.03％，Zr：0.01-0.02％，Ni：0.21-0.32％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。优选的，C为1.85％，Si为0.32％，Mn为0.27％，Cr为5.44％，V为3.78％，B为0.02％，Zr为0.01％，Ni为0.28％。进一步的，本专利技术提供一种高合金模具钢的制备工艺，具体步骤如下：(1)按高合金模具钢所含组分的质量百分比进行配料，在电弧炉中熔炼，得初级钢水，再进行真空脱气，得高纯度钢水；(2)将高纯度钢水于1200-1300℃下浇铸，865-910℃退火13-15h，降温至300-550℃后静置冷却至室温，得电渣棒；(3)采用真空自耗重熔炉对自耗电极棒重熔，重熔电压60-65V，电流10000-11000A，得钢锭；将钢锭于650-740℃恒温退火10-15h，1000-1100℃锻造，得锻材；(4)将锻材650-800℃退火10-14h，即得高合金模具钢。优选的，将高纯度钢水于1250℃下浇铸，900℃退火14h，降温至350℃后静置冷却至室温，得电渣棒。优选的，将钢锭于685℃恒温退火13h，1100℃锻造，得锻材。优选的，将锻材670℃退火14h，即得高合金模具钢。本专利技术获得的有益效果：(1)本专利技术制备的高合金模具钢试棒的力学性能优良，其中，实施例三的提供的高合金模具钢效果最好，以质量百分比计，在，C为1.85％，Si为0.32％，Mn为0.27％，Cr为5.44％，V为3.78％，B为0.02％，Zr为0.01％，Ni为0.28％，余量为Fe的配比下，其硬度最高达到69HRC以上，冲击韧度达到51ak(J/cm2)。(2)本专利技术通过对现有高合金模具钢化学成分的调整，添加了Zr、B等金属元素，并限定各个组分的配比，使得高合金模具钢同时具有一定的其硬度和韧性，本专利技术制备的高合金模具钢硬度在64-69HRC，冲击韧度为45-51ak(J/cm2)，均高于市售Cr12型钢，对于模具钢生产领域具有一定的应用价值。具体实施方式根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。实施例一：一种高合金模具钢，以质量百分比计，具有如下组分：C：1.5-2.3％，Si：0.23-0.38％，Mn：0.15-0.35％，Cr：3.15-7.45％，V：3.12-4.28％，B：0.01-0.03％，Zr：0.01-0.03％，Ni：0.15-0.38％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。本实施例中，高合金模具钢制备工艺，具体步骤如下：按高合金模具钢所含组分的质量百分比进行配料，在电弧炉中熔炼，得初级钢水，再进行真空脱气，得高纯度钢水；将高纯度钢水于1200℃下浇铸，865℃退火13h，降温至300℃后静置冷却至室温，得电渣棒；采用真空自耗重熔炉对自耗电极棒重熔，重熔电压60V，电流10000A，得钢锭；将钢锭于650℃恒温退火10h，1000℃锻造，得锻材；将锻材650℃退火10h，即得高合金模具钢。实施例二：一种高合金模具钢，以质量百分比计，具有如下组分：C：1.7％，Si：0.26％，Mn：0.21％，Cr：4.45％，V：3.72％，B：0.02％，Zr：0.01％，Ni：0.21％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。本实施例中，高合金模具钢制备工艺，具体步骤如下：按高合金模具钢所含组分的质量百分比进行配料，在电弧炉中熔炼，得初级钢水，再进行真空脱气，得高纯度钢水；将高纯度钢水于1215℃下浇铸，884℃退火13-15h，降温至410℃后静置冷却至室温，得电渣棒；采用真空自耗重熔炉对自耗电极棒重熔，重熔电压61V，电流10000A，得钢锭；将钢锭于670℃恒温退火12h，1000℃锻造，得锻材；将锻材675℃退火13h，即得高合金模具钢。实施例三：一种高合金模具钢，以质量百分比计，具有如下组分：C：1.85％，Si：0.32％，Mn：0.27％，Cr：5.44％，V：3.78％，B：0.02％，Zr：0.01％，Ni：0.28％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。本实施例中，高合金模具钢制备工艺，具体步骤如下：按高合金模具钢所含组分的质量百分比进行配料，在电弧炉中熔炼，得初级钢水，再进行真空脱气，得高纯度钢水；将高纯度钢水于1250℃下浇铸，900℃退火14h，降温至350℃后静置冷却至室温，得电渣棒；采用真空自耗重熔炉对自耗电极棒重熔，重熔电压62V，电流11000A，得钢锭；将钢锭于685℃恒温退火13h，1100℃锻造，得锻材；将锻材670℃退火14h，即得高合金模具钢。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高合金模具钢，其特征在于：以质量百分比计，具有如下组分，C：1.5-2.3％，Si：0.23-0.38％，Mn：0.15-0.35％，Cr：3.15-7.45％，V：3.12-4.28％，B：0.01-0.03％，Zr：0.01-0.03％，Ni：0.15-0.38％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。/n

【技术特征摘要】
1.一种高合金模具钢，其特征在于：以质量百分比计，具有如下组分，C：1.5-2.3％，Si：0.23-0.38％，Mn：0.15-0.35％，Cr：3.15-7.45％，V：3.12-4.28％，B：0.01-0.03％，Zr：0.01-0.03％，Ni：0.15-0.38％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。


2.根据权利要求1所述的一种高合金模具钢，其特征在于：以质量百分比计，所述高合金模具钢具有如下组分：C：1.7-2.1％，Si：0.26-0.29％，Mn：0.21-0.31％，Cr：4.45-6.15％，V：3.72-3.48％，B：0.02-0.03％，Zr：0.01-0.02％，Ni：0.21-0.32％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。


3.根据权利要求2所述的一种高合金模具钢，其特征在于：所述C为1.85％，Si为0.32％，Mn为0.27％，Cr为5.44％，V为3.78％，B为0.02％，Zr为0.01％，Ni为0.28％。


4.一种如权利要求1所述的一种高合金模具钢，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈帆，陈龙闽，
申请(专利权)人：樟树市兴隆高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36