一种冷作模具钢材料及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201710799296.1 | 申请日 | 2017-09-07 | 公开(公告)号 | CN107365948A | 公开(公告)日 | 2017-11-21 |
| 申请人 | 苏州浩焱精密模具有限公司; | 发明人 | 刘浩; 张君; 张欢芬; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种冷作模具 钢 材料，由以下 质量 百分比的组分制得：C 1.5-1.6%，Cr 11-12%，V 0.9-1.1%，Si 0.5-0.8%，Mn 0.4-0.6%，Mo 0.7-0.9%，Al≤0.03%，Ni≤0.01%，Sn≤0.02%，S≤0.03%，P≤0.03%，N 0.05-0.15%，B≤0.1%，W≤0.02%，Re≤0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质。其制备方法是先将原料熔炼制成 钢 水 ，再将钢水浇铸成锭，经 退火 后，加工成试样，经淬、回火处理，即可。该冷作模具钢材料具有高硬度、强度、 耐磨性 、韧性及高淬透性、淬硬性等优异性能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种冷作模具钢材料，其特征在于：由以下质量百分比的组分制得：C 1.5-1.6%，Cr |
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| 说明书全文 | 一种冷作模具钢材料及其制备方法[0001] 技术领域[0002] 本发明属于冷作模具材料技术领域，具体涉及一种冷作模具钢材料及其制备方法。 [0003] 背景技术[0004] 模具是制造产业实现大批量化生产的重要成型工具，是制造业不可缺少的重要生产具， 通常模具生产水平的高低， 直接决定着企业生产水平的高低，同样可以反应出一个国家制造 业水平的高低。据相关的统计，在汽车制造业、轮船制造业，航空、机电产品以及家用电器等行业，大约70%左右的零部件都是由模具来加工完成的，并且制造模具的费用占总成本的费用比例很高，达15-30%左右。模具制造水平的优良好坏将直接影响最终产品的质量，大多数批量化生产的工业产品的质量以及生产效率的快慢，生产成本的高低和新产品开发的速度，都在很大程度上制约于模具本身的精度、模具的质量、生产的周期、模具开发的成本和模具的服役寿命等。 [0005] 模具钢作为重要的模具材料，其制造水平和质量不仅决定了模具的使用寿命，更关系到制造生产过程的连续性和廉价性，而模具材料，尤其是模具钢材料的质量便是提升模具质量所要解决的首要问题。为了满足冷作模具的使用性能，通常要求冷作模具材料具有高的硬度和耐磨性，又要求模具的整体具有较好的韧性，而这种综合机械性能的要求即是制约冷作模具钢实际应用的瓶颈问题也是研发过程中的难点。 [0006] 发明内容[0007] 本发明的目的是提供一种冷作模具钢材料及其制备方法。 [0008] 一种冷作模具钢材料，由以下质量百分比的组分制得：C 1.5-1.6%，Cr 11-12%，V 0.9-1.1%，Si 0.5-0.8%，Mn 0.4-0.6%，Mo 0.7-0.9%，Al≤0.03%，Ni≤0.01%，Sn≤0.02%，S≤0.03%，P≤0.03%，N 0.05-0.15%，B≤0.1%，W≤0.02%，Re≤0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质。 [0009] 优选地，上述冷作模具钢材料，由以下质量百分比的组分制得：C 1.578%，Cr 11.567%，V 1.053%，Si 0.689%，Mn 0.523%，Mo 0.817%，Al 0.0225%，Ni 0.0087%，Sn 0.0134%，S 0.0254%，P 0.0174%，N 0.0876%，B 0.0478%，W 0.01%，Re 0.01%，余量为Fe和不可避免的杂质。 [0011] 优选地，退火工艺是先400℃预热0.5h，然后加热至860℃保温2 h，随炉冷却至740℃后保 温5h。 [0012] 优选地，淬火工艺为先将炉温加热到800℃保温，将材料放入炉中预热30分钟后将炉温升 到1040℃，保温30分钟，空冷。 [0013] 优选地，所述回火工艺的温度为480℃。 [0014] 采用1.5-1.6%的C，配合0.05-0.15%N和B≤0.1%，可以形成高熔点高强度的碳化物，从而提高钢材料的强度、硬度和耐磨性；加入0.9-1.1%V，增加钢中碳化物的数量，以进一步提高钢的耐磨性；Al 作为脱氧定氮剂，可细化晶粒，改善钢在低温时的韧性，降低钢的脆性转变温度，扩大钢的热加工温度范围，Re稀土也可以细化钢种晶粒，减少晶界上的共晶碳化物，使共晶碳化物网格变小，厚度变薄，使共晶碳化物弥散分布，减少了合金元素的偏析；Si作为强化铁素体，可以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； Mo对铁素体有固溶强化的作用，提可以高钢的红硬性；Mn使得切削容易碎断，有利于提高加工表面的质量。所采用的退火工艺可有效降低钢试样的硬度，淬火工艺可进一步提高钢试样的表面硬度；而480℃回火可以满足材料服役的硬度和强度要求。 [0015] 本发明的冷作模具钢材料具有高硬度、强度、耐磨性、韧性及高淬透性、淬硬性等优异性能，符合冷作模具钢产品标准要求。 [0016] 具体实施方式[0017] 实施例1一种冷作模具钢材料，由以下质量百分比的组分制得：C 1.503%，Cr 11.143%，V 0.928%，Si 0.532%，Mn 0.417%，Mo 0.726%，Al 0.0123%，Ni 0.0032%，Sn 0.0089%，S 0.0052%，P 0.00987%，N 0.0589%，B 0.0513%，W 0.00875%，Re 0.00543%，余量为Fe和不可避免的杂质。 [0018] 上述冷作模具钢材料的制备方法，先将原料熔炼制成钢水，再将钢水浇铸成锭，经退火后，加工成试样，经淬、回火处理，即可。 [0019] 其中，退火工艺是先400℃预热0.5h，然后加热至860℃保温2 h，随炉冷却至740℃后保 温5h。 [0020] 淬火工艺为先将炉温加热到800℃保温，将材料放入炉中预热30分钟后将炉温升 到1040℃，保温30分钟，空冷。 [0021] 回火工艺的温度为480℃。 [0022] 按国标GB/T230、B/T229对产品进行性能检验，硬度为65HRC，无缺口冲击韧性为2 36J/cm。 [0023]实施例2 一种冷作模具钢材料，由以下质量百分比的组分制得：C 1.578%，Cr 11.567%，V 1.053%，Si 0.689%，Mn 0.523%，Mo 0.817%，Al 0.0225%，Ni 0.0087%，Sn 0.0134%，S 0.0254%，P 0.0174%，N 0.0876%，B 0.0478%，W 0.01%，Re 0.01%，余量为Fe和不可避免的杂质。 [0024] 上述冷作模具钢材料的制备方法，先将原料熔炼制成钢水，再将钢水浇铸成锭，经退火后，加工成试样，经淬、回火处理，即可。 [0025] 其中，退火工艺是先400℃预热0.5h，然后加热至860℃保温2 h，随炉冷却至740℃后保 温5h。 [0026] 淬火工艺为先将炉温加热到800℃保温，将材料放入炉中预热30分钟后将炉温升 到1040℃，保温30分钟，空冷。 [0027] 回火工艺的温度为480℃。 [0028] 按国标GB/T230、B/T229对产品进行性能检验，硬度为61HRC，无缺口冲击韧性为32J/cm2。 [0029]实施例3 一种冷作模具钢材料，由以下质量百分比的组分制得：C 1.537%，Cr 11.425%，V 1.364%，Si 0.752%，Mn 0.563%，Mo 0.817%，Al 0.0235%，Ni 0.0056%，Sn 0.0145%，S 0.0187%，P 0.0121%，N 0.0875%，B 0.0328%，W 0.0124%，Re 0.0104%，余量为Fe和不可避免的杂质。 [0030] 上述冷作模具钢材料的制备方法，先将原料熔炼制成钢水，再将钢水浇铸成锭，经退火后，加工成试样，经淬、回火处理，即可。 [0031] 其中，退火工艺是先400℃预热0.5h，然后加热至860℃保温2 h，随炉冷却至740℃后保 温5h。 [0032] 淬火工艺为先将炉温加热到800℃保温，将材料放入炉中预热30分钟后将炉温升 到1040℃，保温30分钟，空冷。 [0033] 回火工艺的温度为480℃。 [0034] 按国标GB/T230、B/T229对产品进行性能检验，硬度为67HRC，无缺口冲击韧性为37J/cm2。 [0035]实施例4 一种冷作模具钢材料，由以下质量百分比的组分制得：C 1.6%，Cr 12%，V 1.1%，Si 0.8%，Mn 0.6%，Mo 0.9%，Al 0.03%，Ni 0.01%，Sn 0.02%，S 0.03%，P 0.03%，N 0.15%，B 0.1%，W 0.02%，Re 0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质。 [0036] 上述冷作模具钢材料的制备方法，先将原料熔炼制成钢水，再将钢水浇铸成锭，经退火后，加工成试样，经淬、回火处理，即可。 [0037] 其中，退火工艺是先400℃预热0.5h，然后加热至860℃保温2 h，随炉冷却至740℃后保 温5h。 [0038] 淬火工艺为先将炉温加热到800℃保温，将材料放入炉中预热30分钟后将炉温升 到1040℃，保温30分钟，空冷。 [0039] 回火工艺的温度为480℃。 [0040] 按国标GB/T230、B/T229对产品进行性能检验，硬度为62HRC，无缺口冲击韧性为35J/cm2。 |
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