一种热锻模具钢及其制备方法、活塞锻造成型模具及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种热锻模具钢及其制备方法、活塞锻造成型模具及其制备方法。本发明专利技术提供的热锻模具钢化学成分按质量百分比计包括：C 0.35～0.41％、Si 0.40～0.60％、Mn 0.40～0.50％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr 4.90～5.10％、Mo 1.5～1.6％、V 0.35～0.40％和余量的Fe。本发明专利技术还提供了一种活塞锻造成型模具的制备方法，包括如下步骤：将所述热锻模具钢依次进行粗加工、预热处理、淬火、高温回火和精加工，得到模坯；将所述模坯进行表面强化处理，得到活塞锻造成型模具。实验结果表明，采用本发明专利技术提供的热锻模具钢制备的模具使用寿命达7000～10000件。7000～10000件。7000～10000件。

【技术实现步骤摘要】
一种热锻模具钢及其制备方法、活塞锻造成型模具及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锻造模具
，尤其涉及一种热锻模具钢及其制备方法、活塞锻造成型模具及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，以机器人为代表的自动化技术逐渐成为锻造行业的发展趋势。其中，自动化锻造中应用比较广泛的锻造模具为热锻模具。
[0003]目前，H13模具钢由于具有高淬透性、高韧性以及优良的抗热裂能力等优势被广泛用于制备热锻模具。但针对结构复杂锻件如钢质活塞，其具有型腔深、拔模角小、壁厚较薄特点时，采用H13模具钢制备的活塞锻造模具使用寿命低，经常在锻打1000～2000件后模具就会出现开裂、磨损、塌陷以及顶杆变形等严重缺陷，致使模具报废，不能适应自动化锻造生产的需求。
[0004]因此，提供一种长使用寿命的热锻模具钢成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种热锻模具钢及其制备方法、活塞锻造成型模具及其制备方法。本专利技术提供的热锻模具钢制备的活塞锻造成型模具具有很长的使用寿命。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种热锻模具钢，化学成分按质量百分比计包括：C 0.35～0.41％、Si 0.40～0.60％、Mn 0.40～0.50％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr 4.90～5.10％、Mo 1.5～1.6％、V 0.35～0.40％和余量的Fe。
[0008]优选地，化学成分按质量百分比计包括：C 0.36～0.40％、Si 0.45～0.55％、Mn 0.42～0.48％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr4.95～5.05％、Mo 1.55～1.6％、V 0.36～0.39％和余量的Fe。
[0009]优选地，化学成分按质量百分比计包括：C 0.37～0.39％、Si 0.48～0.52％、Mn 0.45～0.47％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr4.98～5.02％、Mo 1.58～1.6％、V 0.36～0.39％和余量的Fe。
[0010]本专利技术还提供了上述技术方案所述热锻模具钢的制备方法，包括以下步骤：
[0011](1)将合金原料混合后冶炼，得到钢锭；
[0012](2)将所述步骤(1)得到的钢锭进行热锻，得到锻态合金；
[0013](3)将所述步骤(2)得到的锻态合金进行球化退火，得到热锻模具钢。
[0014]优选地，所述步骤(3)中球化退火包括将锻态合金加热后进行第一保温，再经第一冷却后进行第二保温，最后进行第二冷却。
[0015]优选地，所述第一保温的温度为850～870℃，所述第一保温的时间为15～25h。
[0016]优选地，所述第二保温的温度为740～760℃，所述第二保温的时间为15～20h。
[0017]本专利技术还提供了一种活塞锻造成型模具的制备方法，包括如下步骤：
[0018]1)将上述技术方案所述热锻模具钢或上述技术方案所述制备方法制备的热锻模具钢依次进行粗加工、预热处理、淬火、高温回火和精加工，得到模坯；
[0019]2)将所述步骤1)得到的模坯进行表面强化处理，得到活塞锻造成型模具。
[0020]优选地，所述步骤2)中表面强化处理包括依次进行的渗氮处理和物理气相沉积处理。
[0021]本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制备的活塞锻造成型模具。
[0022]本专利技术提供了一种热锻模具钢，化学成分按质量百分比计包括：C0.35～0.41％、Si 0.40～0.60％、Mn 0.40～0.50％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr4.90～5.10％、Mo 1.5～1.6％、V 0.35～0.40％和余量的Fe。本专利技术在H13模具钢的基础上对成分进行优化改进，通过增加Mo元素的含量提高了模具钢中Mo形成的碳化物的比例，从而提高模具钢的硬度；通过增加Mn元素的含量，进一步提高了模具钢的硬度；通过降低Si元素的含量，以提高模具钢的韧性；通过降低V元素含量能够减少含V共晶碳化物的生成，降低对韧性的不利影响，从而通过提高模具钢的强度和韧性延长了其使用寿命。实验结果表明，采用本专利技术提供的热锻模具钢制备的活塞模具使用寿命达7000～10000件。
附图说明
[0023]图1为应用例1～3制备的活塞模具的剖面图结构示意图，
[0024]图中，1为上模套，2为垫板，3为上凸模，4为冲头，5为应力圈，6为下凹模，7为下模芯，8为顶杆；
[0025]图2为应用例1～3制备的活塞模具的俯视结构示意图；
[0026]图中，5为应力圈，6为下凹模，7为下模芯，8为顶杆。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供了一种热锻模具钢，化学成分按质量百分比计包括：C0.35～0.41％、Si 0.40～0.60％、Mn 0.40～0.50％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr4.90～5.10％、Mo 1.5～1.6％、V 0.35～0.40％和余量的Fe。
[0028]按质量百分比计，本专利技术提供的热锻模具钢包括C 0.35～0.41％，优选为0.36～0.40％，更优选为0.37～0.39％。本专利技术通过控制热锻模具钢中的C含量能够进一步提高模具钢的淬透性和淬硬性。
[0029]按质量百分比计，本专利技术提供的热锻模具钢还包括Si 0.40～0.60％，优选为0.45～0.55％，进一步优选为0.48～0.52％，更优选为0.50。本专利技术通过控制热锻模具钢中的Si含量能够进一步提高模具钢的韧性。
[0030]按质量百分比计，本专利技术提供的热锻模具钢还包括Mn 0.40～0.50％，优选为0.42～0.48％，更优选为0.45～0.47％。本专利技术通过控制热锻模具钢中的Mn含量能够进一步提高模具钢的硬度。
[0031]按质量百分比计，本专利技术提供的热锻模具钢还包括Cr 4.90～5.10％，优选为Cr 4.95～5.05％，进一步优选为4.98～5.02％，更优选为5.0％。本专利技术通过控制热锻模具钢中的Cr含量能够提高钢的淬透性，使钢经过淬火回火处理后具有较好的综合力学性能。
[0032]按质量百分比计，本专利技术提供的热锻模具钢还包括Mo 1.5～1.6％，优选为1.55～1.6％，更优选为1.58～1.6％。本专利技术通过控制热锻模具钢中的Mo含量能够提高模具钢中Mo形成的碳化物的比例，从而提高模具钢的硬度。
[0033]按质量百分比计，本专利技术提供的热锻模具钢还包括V 0.35～0.40％，优选为0.36～0.39％，更优选为0.37～0.38％。本专利技术通过控制热锻模具钢中的V含量能够减少含V共晶碳化物的生成，降低对韧性的不利影响。
[0034]按质量百分比计，本专利技术提供的热锻模具钢还包括P≤0.025％，优选≤0.02％，更优选≤0.015％。本专利技术通过控制热锻模具钢中杂质P含量，避免过多杂质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热锻模具钢，化学成分按质量百分比计包括：C 0.35～0.41％、Si 0.40～0.60％、Mn 0.40～0.50％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr 4.90～5.10％、Mo 1.5～1.6％、V 0.35～0.40％和余量的Fe。2.根据权利要求1所述的热锻模具钢，其特征在于，化学成分按质量百分比计包括：C 0.36～0.40％、Si 0.45～0.55％、Mn 0.42～0.48％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr 4.95～5.05％、Mo 1.55～1.6％、V 0.36～0.39％和余量的Fe。3.根据权利要求2所述的热锻模具钢，其特征在于，化学成分按质量百分比计包括：C 0.37～0.39％、Si 0.48～0.52％、Mn 0.45～0.47％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr 4.98～5.02％、Mo 1.58～1.6％、V 0.36～0.39％和余量的Fe。4.权利要求1～3任意一项所述热锻模具钢的制备方法，包括以下步骤：(1)将合金原料混合后冶炼，得到钢锭；(2)将所述步骤(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄昌文，赵中里，宋加兵，薛勇杰，
申请(专利权)人：安徽安簧机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：