一种热轧模具钢及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种热轧模具钢，其质量分数如下：C：0.45‑0.6％；Si：0.6‑0.9％；Mn：1.0‑1.1％；Cr：0.2‑0.35％；Mo：1.4‑1.45％；V：0.04‑0.06％；P：0.02‑0.035％；S：0.003‑0.011％；稀土元素：0.001‑0.01％；其余为铁以及少量杂质，制造步骤为：初次熔炼‑铸成钢胚‑二次熔炼‑真空提纯‑制成成品‑球化退火‑真空淬火‑真空回火，加入稀土元素，并通过真空提纯、球化退火以及真空高温淬火和真空高温回火处理，细化了模具钢的晶粒，使模具钢的金相组织均匀，具有优异的高温抗拉强度、高温耐磨性以及抗热裂性。

A Hot Rolled Die Steel and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
一种热轧模具钢及其制造方法
本专利技术涉及模具钢制造领域，尤指一种热轧模具钢及其制造方法。
技术介绍
模具是制造业的重要基础工艺装备，模具技术水平已成为衡量一个国家产品制造业水平的重要标志之一，随着中国模具制造业的发展，我国模具钢的发展十分迅速，模具钢的钢种系列不断完善，质量水平和生产工艺装备均有了长足的进步，但是，由于热锻模具一般需要在高温环境下工作，因此要求制备该类型模具的钢材需要具备优异的高温抗拉强度、高温耐磨性以及抗热裂性，现有的热轧模具钢的纯度不高，金相组织不均匀，在反复加热与冷却的过程中容易出现早起龟裂与开裂的现象，使用寿命非常短。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种金相组织均匀、抗龟裂和开裂性良好的热轧模具钢及其制造方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案是：一种热轧模具钢，其质量分数如下：C：0.45-0.6％；Si：0.6-0.9％；Mn：1.0-1.1％；Cr：0.2-0.35％；Mo：1.4-1.45％；V：0.04-0.06％；P：0.02-0.035％；S：0.003-0.011％；稀土元素：0.001-0.01％；其余为铁以及少量杂质。稀土就是化学元素周期表中镧系元素--镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的15个元素密切相关的元素-钇(Y)和钪(Sc)共17种元素，称为稀土元素。一种热轧模具钢的制造方法，步骤如下：步骤一、将C、Si、Mn、Cr、Mo、V、P、S、稀土元素和Fe按比例一起放入熔炉中熔炼成钢水；步骤二、将钢水注入铸模内铸造成钢锭，在即将凝固的钢锭上沿第一方向撒播玻璃钢纤维,沿各自长度方向呈波浪形的钢纤维；从而有效降低钢铸坯的表面裂纹，步骤三、将钢锭放入熔炉中进行二次熔炼；步骤四、进行真空提纯处理；步骤五、将步骤四的钢锭锻造成成品；步骤六、对成品进行球化退火处理；步骤七、对步骤六的成品进行真空热处理，将成品放入真空炉内淬火处理，淬火温度为1300-1330℃，淬火完成后进行第一次回火处理，将炉内温度调整至630-650℃，保温1-2h,随炉冷却至室温，再升温至600-630℃,保温1-2h，进行第二次回火处理，最后随炉冷却至室温，出炉。优选地，步骤一中，熔炼温度为1580-1630℃。优选地，步骤四中，真空提纯处理为依次经过电炉、LF炉与VD炉真空脱气处理后，自由氧≤4ppm，减少了S、H、O或其它可组合成气体的元素，使气孔的数量减少。优选地，在步骤七中，成品经过淬火处理后形成奥氏体晶粒，以大于临界冷却速度降温，得到马氏体组织，淬火后进行两次回火，使残余奥氏体充分转变为的回火索氏体，得到稳定的回火组织。本专利技术的有益效果在于：加入稀土元素，并通过真空提纯处理、球化退火处理以及真空高温淬火和真空高温回火处理，细化了模具钢的晶粒，使模具钢的金相组织均匀，具有优异的高温抗拉强度、高温耐磨性以及抗热裂性，解决了模具钢使用过程中早期龟裂和开裂的问题。具体实施方式本专利技术关于一种热轧模具钢，其质量分数如下：C：0.45-0.6％；Si：0.6-0.9％；Mn：1.0-1.1％；Cr：0.2-0.35％；Mo：1.4-1.45％；V：0.04-0.06％；P：0.02-0.035％；S：0.003-0.011％；稀土元素：0.001-0.01％；其余为铁以及少量杂质。优选地，稀土元素选用Eu或Gd或两者的混合物。一种热轧模具钢的制造方法，步骤如下：步骤一、将C、Si、Mn、Cr、Mo、V、P、S、稀土元素和Fe按比例一起放入熔炉中在1580-1630℃的温度范围内熔炼成钢水；稀土元素容易与钢中的S、O结合生成高熔点稀土氧化物、稀土硫化物与稀土硫氧化物，这些物质会在钢水凝固过程中作为非白发结晶核心，促使钢中晶粒细化。步骤二、将钢水注入铸模内铸造成钢锭；步骤三、将钢锭放入熔炉中进行二次熔炼；步骤四、进行真空提纯处理，采用电炉冶炼与LF精炼后经过VD炉真空脱氧，使自由氧≤4ppm，减少了S、H、O或其它可组合成气体的元素，可减少成品的气孔数量，使组织更加致密。；步骤五、将步骤四的钢锭锻造成成品；步骤六、对成品进行球化退火处理；步骤七、对步骤六的成品进行真空热处理，将成品放入真空炉内淬火处理，淬火温度为1300-1330℃，淬火完成后进行第一次回火处理，将炉内温度调整至630-650℃，保温1-2h,随炉冷却至室温，再升温至600-630℃,保温1-2h，进行第二次回火处理，最后随炉冷却至室温，出炉。优选地，在步骤七中，成品经过淬火处理后形成奥氏体晶粒，以大于临界冷却速度降温，得到马氏体组织，淬火后进行两次回火，使残余奥氏体充分转变为的回火索氏体，得到稳定的回火组织，其力学性能为硬度HRC为55-58，抗拉强度为1840MPa,屈服强度为1560MPa，伸长率为15％。以上实施方式仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的范围进行限定，在不脱离本专利技术设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本专利技术的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本专利技术的权利要求书确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热轧模具钢，其特征在于：其质量分数如下：C：0.45‑0.6％；Si：0.6‑0.9％；Mn：1.0‑1.1％；Cr：0.2‑0.35％；Mo：1.4‑1.45％；V：0.04‑0.06％；P：0.02‑0.035％；S：0.003‑0.011％；稀土元素：0.001‑0.01％；其余为铁以及少量杂质。

【技术特征摘要】
1.一种热轧模具钢，其特征在于：其质量分数如下：C：0.45-0.6％；Si：0.6-0.9％；Mn：1.0-1.1％；Cr：0.2-0.35％；Mo：1.4-1.45％；V：0.04-0.06％；P：0.02-0.035％；S：0.003-0.011％；稀土元素：0.001-0.01％；其余为铁以及少量杂质。2.根据权利要求1所述的一种热轧模具钢的制造方法，其特征在于：步骤如下：步骤一、将C、Si、Mn、Cr、Mo、V、P、S、稀土元素和Fe按比例一起放入熔炉中熔炼成钢水；步骤二、将钢水注入铸模内铸造成钢锭；步骤三、将钢锭放入熔炉中进行二次熔炼；步骤四、进行真空提纯处理；步骤五、将步骤四的钢锭锻造成成品；步骤六、对成品进行球化退火处理；步骤七、对步骤六的成品进行真空热处理，将成品放入真空炉内淬火处理，淬火温度为1300...

【专利技术属性】
技术研发人员：于泽平，
申请(专利权)人：佛山市顺德区中重金属制品有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44