一种高镍高冲击功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高镍高冲击功热作模具钢及其制备方法，涉及热作模具钢技术领域。本发明专利技术提供的高镍高冲击功热作模具钢，按重量百分比计，包括以下化学成分：C 0.3～0.5％、Si 0.1～0.5％、Mn 0.25～1.0％、Cr 3.0～5.0％、Mo 2.0～3.0％、Ni 0.2～0.5％、V 0.2～0.6％、P≤0.03％、S≤0.01％和余量Fe。本发明专利技术通过提高Ni含量配合其他元素，一方面能够保证材料具有较高的硬度，另一方面能够显著提高材料的冲击功，能够满足复杂的服役环境对材料更高的要求。另外，本发明专利技术提供的高镍高冲击功热作模具钢具有良好的抗回火软化性能。钢具有良好的抗回火软化性能。钢具有良好的抗回火软化性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高镍高冲击功热作模具钢及其制备方法


[0001]本专利技术涉及热作模具钢
，具体涉及一种高镍高冲击功热作模具钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]模具加工成型具有生产效率高、质量好、节约材料和成本低等一系列优点，广泛用于家电、汽车、3C等领域。目前使用最广泛的热作模具钢为H13，化学成分为C 0.32～0.45wt％，Si 0.80～1.20wt％，Mn 0.20～0.50wt％，Cr 4.75～5.50wt％，Mo 1.10～1.75wt％，V 0.80～1.20wt％，P≤0.030wt％，S≤0.03wt％。
[0003]然而H13的硬度偏低，冲击功相比较差，性能有待提升。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种高镍高冲击功热作模具钢及其制备方法，本专利技术提供的热作模具钢具有较高的硬度和冲击功。
[0005]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：
[0006]本专利技术提供了一种高镍高冲击功热作模具钢，按重量百分比计，包括以下化学成分：C 0.3～0.5％、Si 0.1～0.5％、Mn 0.25～1.0％、Cr 3.0～5.0％、Mo 2.0～3.0％、Ni 0.2～0.5％、V 0.2～0.6％、P≤0.03％、S≤0.01％和余量Fe。
[0007]优选地，C 0.35～0.5％、Si 0.2～0.4％、Mn 0.3～0.8％、Cr 3.5～4.5％、Mo 2.5～3.0％、Ni 0.2～0.4％、V 0.4～0.6％、P≤0.03％、S≤0.01％和余量Fe。
[0008]本专利技术提供了上述技术方案所述高镍高冲击功热作模具钢的制备方法，包括以下步骤：
[0009]将合金原料进行熔炼，得到钢坯；所述合金原料的组成与上述技术方案所述高镍高冲击功热作模具钢的化学成分一致；
[0010]将所述钢坯进行钢包精炼，得到精炼钢液；
[0011]将所述精炼钢液进行真空脱气和浇注，得到钢锭；
[0012]将所述钢锭进行电渣重熔，得到重熔锭；
[0013]将所述重熔锭进行锻造，得到锻造钢；
[0014]将所述锻造钢进行退火热处理，得到高镍高冲击功热作模具钢。
[0015]优选地，所述锻造的始锻温度为1100～1200℃，总锻比≥6，终锻温度≥820℃。
[0016]优选地，在进行所述锻造前，先将所述重熔锭加热至1180～1250℃进行保温，保温时间为10～20h。
[0017]优选地，所述重熔锭加热至1180～1250℃的升温速率为80～100℃/h。
[0018]优选地，所述退火热处理的温度为700～850℃，保温时间≥15h。
[0019]优选地，所述退火热处理后，将所得钢材炉冷至400～300℃以下出炉。
[0020]本专利技术提供了一种高镍高冲击功热作模具钢，按重量百分比计，包括以下化学成
分：C 0.3～0.5％、Si 0.1～0.5％、Mn 0.25～1.0％、Cr 3.0～5.0％、Mo 2.0～3.0％、Ni 0.2～0.5％、V 0.2～0.6％、P≤0.03％、S≤0.01％和余量Fe。本专利技术通过提高Ni含量配合其他元素，一方面能够保证材料具有较高的硬度，另一方面能够显著提高材料的冲击功，能够满足复杂的服役环境对材料更高的要求。另外，本专利技术提供的高镍高冲击功热作模具钢具有良好的抗回火软化性能。
附图说明
[0021]图1为实施例1制备的高镍高冲击功热作模具钢的晶粒大小图片。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供了一种高镍高冲击功热作模具钢，按重量百分比计，包括以下化学成分：C 0.3～0.5％、Si 0.1～0.5％、Mn 0.25～1.0％、Cr 3.0～5.0％、Mo 2.0～3.0％、Ni 0.2～0.5％、V 0.2～0.6％、P≤0.03％、S≤0.01％和余量Fe。
[0023]在本专利技术中，以重量百分比计，所述高镍高冲击功热作模具钢包括C0.3～0.5％，优选为0.35～0.5％。
[0024]在本专利技术中，以重量百分比计，所述高镍高冲击功热作模具钢包括Si 0.1～0.5％，优选为0.2～0.4％。在本专利技术中，Si能够提升材料的热稳定性。
[0025]在本专利技术中，以重量百分比计，所述高镍高冲击功热作模具钢包括Mn 0.25～1.0％，优选为0.3～0.8％，更优选为0.4～0.6％。在本专利技术中，Mn能够提升材料的强度。
[0026]在本专利技术中，以重量百分比计，所述高镍高冲击功热作模具钢包括Cr 3.0～5.0％，优选为3.5～4.5％。在本专利技术中，Cr能够增加材料的淬透性。
[0027]在本专利技术中，以重量百分比计，所述高镍高冲击功热作模具钢包括Mo 2.0～3.0％，优选为2.5～3.0％。在本专利技术中，Mo能够增加材料的红硬性。
[0028]在本专利技术中，以重量百分比计，所述高镍高冲击功热作模具钢包括Ni 0.2～0.5％，优选为0.3～0.4％。在本专利技术中，Ni的含量较高，能够增加材料的塑性、硬度和冲击功。
[0029]在本专利技术中，以重量百分比计，所述高镍高冲击功热作模具钢包括V 0.2～0.6％，优选为0.4～0.5％。在本专利技术中，V的作用是细化晶粒。
[0030]在本专利技术中，以重量百分比计，所述高镍高冲击功热作模具钢包括P≤0.03％，优选为P≤0.15％。
[0031]在本专利技术中，以重量百分比计，所述高镍高冲击功热作模具钢包括S≤0.01％，优选为S≤0.006％。
[0032]在本专利技术中，所述高镍高冲击功热作模具钢包括余量的Fe。
[0033]本专利技术还提供了上述技术方案所述高镍高冲击功热作模具钢的制备方法，包括以下步骤：
[0034]将合金原料进行熔炼，得到钢坯；所述合金原料的组成与上述技术方案所述高镍高冲击功热作模具钢的化学成分一致；
[0035]将所述钢坯进行钢包精炼，得到精炼钢液；
[0036]将所述精炼钢液进行真空脱气和浇注，得到钢锭；
[0037]将所述钢锭进行电渣重熔，得到重熔锭；
[0038]将所述重熔锭进行锻造，得到锻造钢；
[0039]将所述锻造钢进行退火热处理，得到高镍高冲击功热作模具钢。
[0040]本专利技术将合金原料进行熔炼，得到钢坯。在本专利技术中，所述合金原料优选包括废钢和铁合金原料。在本专利技术中，所述熔炼优选包括转炉熔炼、电炉熔炼或感应熔炼。本专利技术对所述熔炼的过程没有特殊要求，采用本领域熟知的熔炼过程即可。在本专利技术中，所述熔炼的温度优选为1530～1800℃，更优选为1534～1750℃；所述熔炼的时间优选为2h。
[0041]本专利技术优选在所述熔炼后，进行挡渣并加入脱氧剂进行出钢，得到钢坯。在本专利技术中，所述脱氧剂优选包括Ca
‑
Al脱氧剂、硅铝钡钙铁、硅钙包芯线、铝线、铝锰铁、钢芯铝、电石和碳化硅中的一种或多种。本专利技术对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高镍高冲击功热作模具钢，其特征在于，按重量百分比计，包括以下化学成分：C 0.3～0.5％、Si 0.1～0.5％、Mn 0.25～1.0％、Cr 3.0～5.0％、Mo 2.0～3.0％、Ni 0.2～0.5％、V 0.2～0.6％、P≤0.03％、S≤0.01％和余量Fe。2.根据权利要求1所述的高镍高冲击功热作模具钢，其特征在于，C0.35～0.5％、Si 0.2～0.4％、Mn 0.3～0.8％、Cr 3.5～4.5％、Mo 2.5～3.0％、Ni0.2～0.4％、V 0.4～0.6％、P≤0.03％、S≤0.01％和余量Fe。3.权利要求1或2所述高镍高冲击功热作模具钢的制备方法，包括以下步骤：将合金原料进行熔炼，得到钢坯；所述合金原料的组成与权利要求1～2任一项所述高镍高冲击功热作模具钢的化学成分一致；将所述钢坯进行钢包精炼，得到精炼钢液；将...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明明，张建峰，赵小云，屈永杰，
申请(专利权)人：天津钢研海德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：