一种内生纳米TiC陶瓷颗粒原位增强铸造高铬热作模具钢及其制备方法技术

一种内生纳米TiC陶瓷颗粒原位增强铸造高铬热作模具钢及其制备方法，是在ZL 200410010656.8的高铬钢化学成分的基础上，添加采用ZL 201110209567.6技术制备的质量百分数30的纳米尺寸TiC陶瓷颗粒变质剂制备的热作模具钢，经均匀化热处理，晶粒超细化热处理，高温回火处理，淬火+回火处理后，获得了意想不到的效果：加入0.010～0.070质量百分数的内生纳米TiC陶瓷颗粒原位增强铸造高铬热作模具钢与未加内生纳米TiC陶瓷颗粒的铸造高铬热作模具钢相比，热疲劳主裂纹长度明显缩短，热疲劳裂纹等级、冲击韧性、抗氧化性能、室温抗拉强度和屈服强度以及高温延伸率均有明显提高。对于实现铸造热作模具钢代替锻造热作模具钢和延长热作模具的使用寿命有着重要的实际应用价值。

In-situ reinforced cast high chromium hot working die steel by an in-situ nano TiC ceramic particle and its preparation method

A kind of endogenous TiC ceramic nanoparticles in situ reinforced high chromium cast hot work die steel and preparation method, is based on the chemical composition of high chromium steel ZL 200410010656.8, added by ZL percentage quality 201110209567.6 preparation technology of 30 nanometer size TiC ceramic particle modifier prepared by hot die steel, after homogenization heat treatment, grain refinement heat treatment, high temperature tempering, quenching and tempering, the unexpected results: adding 0.010 ~ 0.070 mass percentage of endogenous TiC ceramic nanoparticles in situ die steel reinforced high chromium casting compared to hot die steel and not with raw nano TiC ceramic particles casting high chromium heat, thermal fatigue crack length was significantly shortened, the thermal fatigue crack grade, impact toughness, oxidation resistance, tensile strength and yield strength and elongation have high temperature Obviously improved. It is of great practical value for the realization of casting die steel instead of forging die steel for forging die steel and prolonging the service life of hot working die.

【技术实现步骤摘要】
一种内生纳米TiC陶瓷颗粒原位增强铸造高铬热作模具钢及其制备方法
本专利技术涉及热作模具钢的制备领域，具体涉及一种内生纳米TiC陶瓷颗粒原位增强铸造高铬热作模具钢及其的制备方法。
技术介绍
现代先进制造向高速、近终成型、绿色等方向发展，模具制造水平是衡量一个国家产品制造水平的重要标志。2016年我国模具消耗2000多亿元，用于有色、黑色金属的压铸、热锻、挤压等热作模具在汽车、高铁、机械、国防等支柱产业中年消耗数百亿元。然而，近二十年来，素有“黑色黄金”之称的新型热作模具钢我国推出甚少，国外却不断更新。由于国产热作模具钢制造的模具寿命仅是进口热作模具钢的1/5-1/2，高端模具一直被进口模具钢(价格是国产的3～5倍)所垄断。每年进口模具钢约8万吨左右(合人民币约60亿元)，严重制约了我国高端模具的制造能力。综上所述，提高热作模具使用寿命，降低其制造成本，提高设备工作效率,是模具行业多年来一直亟待解决的重大问题，因此，专利技术新型高性能热作模具钢具有重大的国民经济意义。本专利技术内生纳米碳化钛陶瓷颗粒原位增强铸造热作模具钢在ZL200410010656.8的化学成分基础上添加采用ZL20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内生纳米TiC陶瓷颗粒原位增强铸造高铬热作模具钢，主要化学成分按重量百分比为：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:0.200～0.600；Si:0.700～1.500；S≤0.040；P≤0.040；N:0.005～0.100；Ti:0.050～0.200；Ca:0.001～0.050；纳米尺寸TiC陶瓷颗粒含量：0.010～0.070。

【技术特征摘要】
1.一种内生纳米TiC陶瓷颗粒原位增强铸造高铬热作模具钢，主要化学成分按重量百分比为：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:0.200～0.600；Si:0.700～1.500；S≤0.040；P≤0.040；N:0.005～0.100；Ti:0.050～0.200；Ca:0.001～0.050；纳米尺寸TiC陶瓷颗粒含量：0.010～0.070。2.如权利要求1所述的内生纳米TiC陶瓷颗粒原位增强铸造高铬热作模具钢的制备方法，包括以下步骤：步骤一，采用5Kg中频感应电炉，不氧化法炼钢工艺，重熔锻造高铬热作模具钢，当钢液温度达到1600～1700℃时，加入0.05～0.06质量百分比的纯Al进行预脱氧，然后出钢；步骤二，在出钢的钢包中加入质量百分数30的纳米尺寸TiC陶瓷颗变质剂，使纳米尺寸TiC陶瓷颗粒加入量为钢液质量百分数的0.010～0.070，钢液出炉后浇入出钢的钢包中，当钢包中的钢液温度下降到1500～1600℃左右，浇注到楔形SiO2砂型中，其尺寸为：下底40×上底60×高180×长300mm，得到了内生纳米TiC陶瓷颗粒原位增强铸造高铬热作模具钢。3.如权利要求2所述的内生纳米TiC陶瓷颗粒原位增强铸造高铬热作模具钢的制备方法，其特征在于：还包括均匀化热处理工艺：将试样放入真空气氛炉中以每小时200～250℃的加热速度加热到1200～1250℃，保温60～100分钟，然后随炉冷却至室温...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜启川，赵旭敏，赵庆龙，邱丰，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22