一种热作模具钢及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种热作模具钢，包含如下组分：C，Si，P，S，Zr，Mo，Mg，余量为铁族元素。本发明专利技术的热作模具钢，热稳定性优异，冲击韧性较好，耐热疲劳性以及淬透性优异。

【技术实现步骤摘要】
一种热作模具钢及其制备方法
本专利技术属于金属材料，更具体是一种热作模具钢及其制备方法。
技术介绍
模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60～80％的零部件都依靠模具成型，因此模具被称为“百业之母”。随着模具市场逐年的发展扩大，生产模具的材料-模具钢的用量也在显著增加，其中热作模具钢钢的消耗量约占模具钢产品的30％以上。热作模具钢钢对硬度要求适当，侧重于红硬性，导热性，耐磨性。因此含碳量低，合金元素以增加淬透性，提高耐磨性、红硬性为主。随着模具工业的迅速发展，对热作模具钢的使用寿命、加工精度提出了更高要求。热作模具钢钢性能的好坏和使用寿命的长短，将直接影响加工产品的质量和生产的经济效益。目前市场上制作出的热作模具钢存在着热稳定性差，冲击韧性差，热疲劳性差的问题，因此，本领域需开发出一种热稳定性较好，抗冲击韧性好，热疲劳性和淬透性优异的热作膜具。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的第一方面提供了一种热作模具钢，包含如下组分：C，Si，P，S，Zr，Mo，Mg，余量为铁族元素。作为一种优选的技术方案，按重量百分比计，包含如下组分：C0.40-0.48％，Si0.17-0.40％，P0.01-0.02％，S0.001-0.02％，Zr1.00-1.70％，Mo0.80-1.60％，Mg0.03-0.09％，余量为铁族元素。作为一种优选的技术方案，所述铁族元素选自Mn、Cr、V、Y和Fe中的一种或多种组合。作为一种优选的技术方案，所述铁族元素为Mn、Cr、V、Y和Fe组合。作为一种优选的技术方案，所述Mn、Cr、V和Y的重量比为(0.80-1.20)：(1.20-1.80)：(1.20-1.80)：(0.02-0.05)。作为一种优选的技术方案，按重量百分比计，包含如下组分：C0.40～0.48％，Si0.17～0.40％，Mn0.80～1.20％，P0.01-0.020％，S0.001-0.010％，Cr1.20～1.80％，Zr1.00～1.70％，Mo0.80～1.60％，V1.2～1.8％，Mg0.03～0.09％，Y0.02～0.05％，余量的Fe。作为一种优选的技术方案，按重量百分比计，包含如下组分：C0.42～0.46％，Si0.21～0.36％，Mn0.90～1.10％，P0.012-0.018％，S0.003-0.007％，Cr1.40～1.60％，Zr1.20～1.50％，Mo1.00～1.40％，V1.4～1.6％，Mg0.05～0.07％，Y0.03～0.05％，余量的Fe。作为一种优选的技术方案，按重量百分比计，包含如下组分：C0.44％，Si0.28％，Mn0.10％，P0.015％，S0.005％，Cr1.50％，Zr1.40％，Mo1.20％，V1.5％，Mg0.06％，Y0.04％，余量的Fe。为了解决上述技术问题，本专利技术的第二方面提供了一种热作模具钢的制备方法，包含如下步骤：S1:冶炼工艺：熔炼，称取配方量的原料，除Cr和Mo，其他均置于1360～1500℃下熔炼至1/3时，放入配方量的Cr和Mo继续熔炼形成钢水；S2:钢水铸成钢锭：钢锭模预热，注入钢水，保温7～8小时，使钢成分均匀化，脱模后缓慢冷却进行退火处理；S3:锻造或轧制成型材：将所得钢锭加热至300℃～1150℃并透烧完全始锻；S4:型材球化退火工艺。作为一种优选的技术方案，所述型材球化退火工艺的步骤为：保持升温速度60～80℃/小时升温至850℃，保温8个小时；随炉冷却至750℃，退火8小时，以清除锻造过程中产生的应力，最后随炉冷却至500～550℃，出炉空冷，表面精整。本专利技术的有益效果是：本专利技术的热作模具钢，热稳定性优异，冲击韧性较好，耐热疲劳性以及淬透性优异。具体实施方式除非另有说明、从上下文暗示或属于现有技术的惯例，否则本申请中所有的份数和百分比都基于重量，且所用的测试和表征方法都是与本申请的提交日期同步的。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。下面结合具体实施方式对本专利技术提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述，并非对其保护范围的限制。本专利技术中的词语“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本专利技术实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本专利技术的范围之外。本专利技术中所未详细提及的内容为现有技术。为了解决上述技术问题，本专利技术的第一方面提供了一种热作模具钢，包含如下组分：C，Si，P，S，Zr，Mo，Mg，余量为铁族元素。其中所述的C，Si，P，S，Zr，Mo，Mg均指元素，下面出现的Mn、Cr、V、Y和Fe也均指元素。在具体的实施方式中，按重量百分比计，包含如下组分：C0.40-0.48％，Si0.17-0.40％，P0.01-0.02％，S0.001-0.02％，Zr1.00-1.70％，Mo0.80-1.60％，Mg0.03-0.09％，余量为铁族元素。在具体的实施方式中，所述铁族元素选自Mn、Cr、V、Y和Fe中的一种或多种组合。在具体的实施方式中，所述铁族元素为Mn、Cr、V、Y和Fe组合。在具体的实施方式中，所述Mn、Cr、V和Y的重量比为(0.80-1.20)：(1.20-1.80)：(1.20-1.80)：(0.02-0.05)。在优选的实施方式中，所述Mn、Cr、V和Y的重量比为(0.90-1.10)：(1.40-1.60)：(1.30-1.70)：(0.03-0.04)。在进一步优选的实施方式中，所述Mn、Cr、V和Y的重量比为1.0：1.5：1.5：0.04。在具体的实施方式中，按重量百分比计，包含如下组分：C0.40～0.48％，Si0.17～0.40％，Mn0.80～1.20％，P0.01-0.020％，S0.001-0.010％，Cr1.20～1.80％，Zr1.00～1.70％，Mo0.80～1.60％，V1.2～1.8％，Mg0.03～0.09％，Y0.02～0.05％，余量的Fe。在优选的实施方式中，按重量百分比计，包含如下组分：C0.42～0.46％，Si0.21～0.36％，Mn0.90～1.10％，P0.012-0.018％，S0.003-0.007％，Cr1.40～1.60％，Zr1.20～1.50％，Mo1.00～1.40％，V1.4～1.6％，Mg0.05～0.07％，Y0.03～0.05％，余量的Fe。在更优选的实施方式中，按重量百分比计，包含如下组分：C0.44％，Si0.28％，Mn0.10％，P0.015％，S0.005％，Cr1.50％，Zr1.40％，Mo1.20％，V1.5％，Mg0.06％，Y0.04％，余量的Fe。申请人发现，在控制Zr1.40％，Mg0.06％和Y0.04％时，产品的热稳定性最好，冲击韧性最好，耐热疲劳性性能优异以及淬透性性能最好。可能的原因为Zr偏聚到晶界，减少晶界缺陷，提高晶界结合力，降低晶界扩散速率，从而减缓位错攀移，能有效地阻止高温加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热作模具钢，其特征在于，包含如下组分：C，Si，P，S，Zr，Mo，Mg，余量为铁族元素。

【技术特征摘要】
1.一种热作模具钢，其特征在于，包含如下组分：C，Si，P，S，Zr，Mo，Mg，余量为铁族元素。2.权利要求1所述的热作模具钢，其特征在于，按重量百分比计，包含如下组分：C0.40-0.48％，Si0.17-0.40％，P0.01-0.02％，S0.001-0.02％，Zr1.00-1.70％，Mo0.80-1.60％，Mg0.03-0.09％，余量为铁族元素。3.权利要求1所述的热作模具钢，其特征在于，所述铁族元素选自Mn、Cr、V、Y和Fe中的一种或多种组合。4.权利要求3所述的热作模具钢，其特征在于，所述铁族元素为Mn、Cr、V、Y和Fe组合。5.权利要求4所述的热作模具钢，其特征在于，所述Mn、Cr、V和Y的重量比为(0.80-1.20)：(1.20-1.80)：(1.20-1.80)：(0.02-0.05)。6.权利要求1所述的热作模具钢，其特征在于，按重量百分比计，包含如下组分：C0.40～0.48％，Si0.17～0.40％，Mn0.80～1.20％，P0.01-0.020％，S0.001-0.010％，Cr1.20～1.80％，Zr1.00～1.70％，Mo0.80～1.60％，V1.2～1.8％，Mg0.03～0.09％，Y0.02～0.05％，余量的Fe。7.权利要求1所述的热作模具钢，其特征在于，按重量百分比计，包含如下组分：C0.42～0.46％，Si...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯帆，吴瑞，
申请(专利权)人：上海胜桀精密机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31