一种热冲压模具及其加工方法技术

本发明专利技术公开了一种热冲压模具及其加工方法，所述的模具包含以下重量百分比原料：C：0.55～0.75%；Si：0.35～0.45%；Mn：1.2～1.6%；Mo：2.2～3.5%；V：0.8～1.2%；Cr：0.15～0.35%；Bi：0.15～0.25%；Ge：0.1～0.2%;W 0.05‑0.15%；Er：0.15～0.25%；Sr：0.05～0.15%；余量Fe。本发明专利技术通过在模具材料中引入Ge、W、Er、Sr等元素，再通过相对最优化合金配比，再将激光重熔技术结合到模具的组织细微化处理中，使得模具具有极高的纯净度和致密度、组织非常细微均匀，制得的模具具有高硬度，极佳的抗热磨损性、抗热冲击性、抗热裂纹性能、热稳定性等，更好地满足形状复杂、高表面质量和长寿命要求之高端热冲压模具的要求，市场前景广阔。

A Hot Stamping Die and Its Processing Method

【技术实现步骤摘要】
一种热冲压模具及其加工方法
本专利技术涉及模具材料
，具体是一种热冲压模具及其加工方法。
技术介绍
模具工业是产品之母，是产品制造中最重要的基础装备工业，主要种类有塑料模、冲压模、铸造模、锻模、挤压模、玻璃模、拉丝模、橡胶模等，其中冲压模具又可分为冷冲压模和热冲压模等。模具材料是模具本体母材，是确保模具性能和品质的基本关键因素，模具钢根据用途及使用条件，可以分为塑料模具钢、热作模具钢、冷作模具钢及高速钢等，热作钢根据具体用途又可压铸及铸造模具钢、热锻模具钢、热挤压模具钢、热冲压模具钢等。热冲压成形技术，是将硼钢钢板(初始强度为500～700MPa)加热至奥氏体化状态，快速转移到模具中高速冲压成形，在保证一定压力的情况下，制件在模具本体中以大于27℃/s的冷却速度进行淬火处理，保压淬火一段时间，以获得具有均匀马氏体组织的超高强钢零件的成形方式。热冲压成形的优点：热冲压零件具备超高强度，减轻材料重量从而有效减轻整机重量；同时改善冲压成形性，提高零件尺寸精度，提高表面硬度、抗凹性和耐腐蚀性；另外还降低成型压力机机吨位等等。当前，国内常用的热冲压模具材料主要分为如下几类：(1)以H13和DIEVAR为代表的通用性热作模具钢，该类型的热作模具钢具有优异的强韧比和抗热疲劳性能，然而其高温稳定性能较差，高温摩擦磨损性能不佳，使用过程中模具表面易拉毛，因而不能满足变强度热冲压模具钢所需的性能要求。(2)以HOTVAR和CR7V为代表的热冲压模具钢，该类型的热冲压模具钢具有优异的热稳定性能，高温摩擦磨损性能，然而其韧性较差，抗裂纹扩展能力不佳，使用过程中模具易开裂失效，因而不能满足变强度热冲压模具钢所需的性能要求。(3)以HTCS-130为代表的高热导率热冲压模具钢，该类型的热冲压模具钢具有极高的热导率，良好的韧性，然而其高温摩擦磨损性能不足，使用过程中模具表面极易拉毛，因而不能满足热冲压模具钢所需的性能要求。目前市场上常用的热冲压模具钢均难以满足热冲压技术的严苛要求，因此，理想的热冲压模具材料应具有较高的导热率、热强度、耐磨损、冲击韧性、淬透性和热稳定性和抗冷热疲劳性能等。以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种具有较高的导热率、热强度、耐磨损、冲击韧性强、热稳定性好和抗冷热疲劳性能优异的热冲压模具材料及其加工方法。为了实现以上目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种热冲压模具，所述的模具包含以下重量百分比原料：C：0.55～0.75%；Si：0.35～0.45%；Mn：1.2～1.6%；Mo：2.2～3.5%；V：0.8～1.2%；Cr：0.15～0.35%；Bi：0.15～0.25%；Ge：0.1～0.2%;W0.05-0.15%；Er：0.15～0.25%；Sr：0.05～0.15%；余量Fe。本专利技术所述热冲压模具的加工方法，包括如下步骤：（1）按照上述比例称取C、Si、Mn、Mo、V、Cr、Bi和Fe原料，放入电弧炉内熔炼，精炼后再真空条件下浇注钢锭，钢锭冷却后以820-850℃进行退火去应力处理，制得电极坯；（2）将电极坯置于电渣重熔在惰性气体保护下置于电渣重熔炉中进行电渣重熔处理得电渣锭；再将电渣锭820-850℃进行退火处理；（3）将电渣锭放入高频感应熔炼炉中，加热至1250-1350℃，保温5-8h后冷却至1100-1200℃后进行多向锻造加工，锻制成模块，之后将锻件以820-850℃进行完全退火处理；（4）对锻件加热至在真空炉内进行程序升温至1050-1150℃，之后将锻件缓冷至约850-870℃进行球化退火处理；（5）将Ge、W、Er、Sr加入球磨机球磨，得复合粉末；然后采用火焰喷涂在锻件表面喷涂复合粉末，喷涂完成后再通过激光重熔处理，即得热冲压模具。优选的，步骤（4）所述程序升温是预热至500-600℃保温1-2h，再加热至800-850℃保温1.5-2h；再进行淬火加热，加热温度为1050-1150℃并保温1-2h。优选的，所述球磨处理是在球料比为5:1，转速为150-300r/min下球磨30-60min。优选的，所述激光重熔是在激光功率为400～600W，扫描速度V为100-200mm/min，光斑直径D为1.5～3mm，保护气流L为10～20L/min下激光重熔。优选的，所述火焰喷涂是在压力为0.6-0.8Mpa、距离为30-50mm、氧气压力为1.25-1.35Mpa、喷枪移动速度为20-30mm/s进行。优选的，所述锻件进行火焰喷涂之前先用用砂纸打磨至光滑，用丙酮进行超声清洗。优选的，所述激光重熔为二次重熔。与现有技术相比，本专利技术的优点及有益效果为：1、本专利技术通过专利技术人经过长期试验在模具材料中引入Ge、W、Er、Sr等元素，再通过相对最优化合金配比，再将激光重熔技术结合到模具的组织细微化处理中，使得模具具有极高的纯净度和致密度、组织非常细微均匀，制得的模具具有高硬度，极佳的抗热磨损性、抗热冲击性、抗热裂纹性能、热稳定性等等，从而获得既高性能稳定的模具，更好地满足形状复杂、高表面质量和长寿命要求之高端热冲压模具的要求，市场前景广阔。2、本专利技术热冲压模具的加工方法还经过火焰喷涂和激光重熔处理，在模具钢板表面喷涂Ge、W、Er、Sr，显著钢板的抗冷热疲劳性、耐磨损性和热稳定性，市场前景广阔。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。实施例1一种热冲压模具，所述的模具包含以下重量百分比原料：C：0.65%；Si：0.42%；Mn：1.35%；Mo：2.8%；V：1.05%；Cr：0.28%；Bi：0.22%；Ge：0.12%;W0.10%；Er：0.22%；Sr：0.15%；余量Fe。本专利技术所述热冲压模具的加工方法，包括如下步骤：（1）按照上述比例称取C、Si、Mn、Mo、V、Cr、Bi和Fe原料，放入电弧炉内熔炼，精炼后再真空条件下浇注钢锭，钢锭冷却后以830℃进行退火去应力处理，制得电极坯；（2）将电极坯置于电渣重熔在惰性气体保护下置于电渣重熔炉中进行电渣重熔处理得电渣锭；再将电渣锭830℃进行退火处理；（3）将电渣锭放入高频感应熔炼炉中，加热至1300℃，保温6h后冷却至1150℃后进行多向锻造加工，锻制成模块，之后将锻件以850℃进行完全退火处理；（4）对锻件加热至在真空炉内预热至550℃保温1.5h，再加热至850℃保温2h；再进行淬火加热，加热温度为1100℃并保温1.5h，之后将锻件缓冷至约850℃进行球化退火处理；（5）将Ge、W、Er、Sr加入球磨机球磨，在球料比为5:1，转速为300r/min下球磨40min，得复合粉末；然后采用火焰喷涂在锻件表面喷涂复合粉末，喷涂完成后再通过激光重熔处理，即得热冲压模具。所述激光重熔是在激光功率为500W，扫描速度V为150mm/min，光斑直径D为2.5mm，保护气流L为15L/min下激光重熔。所述火焰喷涂是在压力为0.6Mp本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热冲压模具，其特征在于：所述的模具包含以下重量百分比原料：C：0.55～0 .75%；Si：0 .35～0.45%；Mn：1.2～1 .6%；Mo： 2.2～3.5%；V：0.8～1.2%；Cr：0.15～0.35%；Bi：0.15～0.25%；Ge：0.1～0.2%;W 0.05‑0.15%；Er：0.15～0.25%；Sr：0.05～0.15%；余量Fe。

【技术特征摘要】
1.一种热冲压模具，其特征在于：所述的模具包含以下重量百分比原料：C：0.55～0.75%；Si：0.35～0.45%；Mn：1.2～1.6%；Mo：2.2～3.5%；V：0.8～1.2%；Cr：0.15～0.35%；Bi：0.15～0.25%；Ge：0.1～0.2%;W0.05-0.15%；Er：0.15～0.25%；Sr：0.05～0.15%；余量Fe。2.根据权利要求1所述一种热冲压模具的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）按照上述比例称取C、Si、Mn、Mo、V、Cr、Bi和Fe原料，放入电弧炉内熔炼，精炼后再真空条件下浇注钢锭，钢锭冷却后以820-850℃进行退火去应力处理，制得电极坯；（2）将电极坯置于电渣重熔在惰性气体保护下置于电渣重熔炉中进行电渣重熔处理得电渣锭；再将电渣锭820-850℃进行退火处理；（3）将电渣锭放入高频感应熔炼炉中，加热至1250-1350℃，保温5-8h后冷却至1100-1200℃后进行多向锻造加工，锻制成模块，之后将锻件以820-850℃进行完全退火处理；（4）对锻件加热至在真空炉内进行程序升温至1050-1150℃，之后将锻件缓冷至约850-870℃进行球化退火处理；（5）将Ge、W、Er、Sr加入球磨机球磨，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贵东，郭爱美，王凯，
申请(专利权)人：天鑫精工科技威海有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37