一种耐磨性及机械加工性能优良的模具钢材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐磨性及机械加工性能优良的模具钢材料及其制备方法，所述模具钢材料含有下述重量百分比含量的成分：C：0.30～0.38%，Si：0.15～0.30%，Mn：0.20～0.60%，P：≤0.008%，S：≤0.005%，Cr：4.0～5.2%，Ca：0.005～0.01%，Mg：0.005～0.01%，Y：0.001～0.005%，B：0.002～0.004%，[N]≤50ppm，[H]≤4ppm，[O]≤30ppm，余量为Fe；制备方法包括：（1）钢材以70～80℃/h的升温速率升温至1000～1120℃，保温3～8h，使钢材充分奥氏体化；（2）将钢材冷却至200～260℃，得到马氏体结构；（3）再将钢加热至Ac1

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨性及机械加工性能优良的模具钢材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及工模具钢材料
，特别是一种耐磨性及机械加工性能优良的模具钢材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]H13属于热作模具钢，是在碳工钢的基础上加入合金元素而形成的钢种，牌号4Cr5MoSiV1。在中温(600
°
)下的综合性能好，淬透性高(在空气中即能淬硬)，热处理变形率较低，其性能及使用寿命高于3Cr2W8V。可用于模锻锤锻模、铝合金压铸模、热挤压模具、高速精锻模具及锻造压力机模具等。
[0003]但是在某些应用场景下，要求钢材具有更好的耐磨性和机械加工性能，这就需要针对模具钢作出相应的调整，以适应工况需求。因此，研发一种耐磨性及机械加工性能优良模具钢材料及其制备方法，解决上述问题，成为目前行业内亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是针对目前某些应用场景下要求钢材具有更好的耐磨性和机械加工性能，而现有钢材性能还达不到上述要求的问题，提供一种耐磨性及机械加工性能优良的模具钢材料及其制备方法。
[0005]本专利技术的一种耐磨性及机械加工性能优良的模具钢材料，所述模具钢材料含有下述重量百分比的成分：C：0.30～0.38%，Si：0.15～0.30%，Mn：0.20～0.60%，P：≤0.008%，S：≤0.005%，Cr：4.0～5.2%，Ca：0.005～0.01%，Mg：0.005～0.01%，Y：0.001～0.005%，B：0.002～0.004%，[N]≤50ppm，[H]≤4ppm，[O]≤30ppm，余量为Fe。
[0006]优选地，所述模具钢材料含有下述重量百分比的成分：C：0.34%，Si：0.22%，Mn：0.40%，P：≤0.008%，S：≤0.005%，Cr：4.8%，Ca：008%，Mg：0.008%，Y：0.003%，B：0.003%，[N]≤50ppm，[H]≤4ppm，[O]≤30ppm，余量为Fe。
[0007]本专利技术的一种耐磨性及机械加工性能优良的模具钢材料的制备方法，包括下述步骤：（1）钢材以70～80℃/h的升温速率升温至1000～1120℃，保温3～8h，使钢材充分奥氏体化；（2）将钢材冷却至200～260℃，得到马氏体结构；（3）再将钢加热至Ac1-100℃至Ac1，保温4～6小时；（4）将钢材再加热至980～1080℃，回火，于550～650℃下至少进行2次回火，空冷即得。
[0008]优选地，所述回火时间不小于2小时。
[0009]本专利技术的耐高温人工水晶成型模具钢材料，具有如下特性：1.有害元素极低：本专利技术钢种的P≤0.008%，S≤0.005%，N≤50PPM，H≤4PPm，O≤30PPM；保证了钢材的各种性能；2.通过添加适量Ca、Mg,并调整其他合金成分的含量，促使钢材料产生良好的机械加工
性能；3.通过添加适量Y，使钢材具有良好的耐磨性；4.机械性能等向性良好：本专利技术钢材料在具备良好的耐磨性和优良的机械加工性能的基础上，保留了原模具钢材料的良好的综合机械性能，且材料均匀性高。
[0010]本专利技术的模具钢材料，是经申请人及专利技术人反复试验、调整成份、优化生产工艺，才研发成功的，本专利技术钢材具有普通H13钢的硬度及综合机械性能，并强化了其耐磨性和机械加工性能，并经过部分厂家试用，证明其耐磨性及机械加工性能均满足该厂家工况需求。
具体实施方式
[0011]为了更好地解释本专利技术的技术方案，下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案进行进一步的说明，下述实施例仅仅是示例性的说明本专利技术的技术方案，并不以任何形式限制本专利技术。
[0012]实施例1一种耐磨性及机械加工性能优良的模具钢材料及其制备方法，所述模具钢材料含有下述重量百分比的成分：C：0.34%，Si：0.22%，Mn：0.40%，P：≤0.008%，S：≤0.005%，Cr：4.8%，Ca：008%，Mg：0.008%，Y：0.003%，B：0.003%，[N]≤50ppm，[H]≤4ppm，[O]≤30ppm，余量为Fe。
[0013]所述模具钢材料的制备方法，包括下述步骤：（1）钢材以75℃/h的升温速率升温至1060℃，保温5h，使钢材充分奥氏体化；（2）将钢材冷却至240℃，得到马氏体结构；（3）再将钢加热至Ac1-60，保温5小时；（4）将钢材再加热至1020℃，回火，于590℃下至少进行2次回火，空冷即得。
[0014]优选地，所述回火时间为3小时。
[0015]实施例2一种耐磨性及机械加工性能优良的模具钢材料及其制备方法，所述模具钢材料含有下述重量百分比的成分：C：0.30%，Si：0.30%，Mn：0.20%，P：≤0.008%，S：≤0.005%，Cr：5.2%，Ca：0.005%，Mg：0.01%，Y：0.001%，B：0.004%，[N]≤50ppm，[H]≤4ppm，[O]≤30ppm，余量为Fe。
[0016]所述模具钢材料的制备方法，包括下述步骤：（1）钢材以70℃/h的升温速率升温至1120℃，保温3h，使钢材充分奥氏体化；（2）将钢材冷却至200℃，得到马氏体结构；（3）再将钢加热至Ac1，保温4小时；（4）将钢材再加热至1080℃，回火，于550℃下至少进行2次回火，空冷即得。
[0017]优选地，所述回火时间不小于4小时。
[0018]实施例3一种耐磨性及机械加工性能优良的模具钢材料及其制备方法，所述模具钢材料含有下述重量百分比的成分：C：0.38%，Si：0.15%，Mn：0.60%，P：≤0.008%，S：≤0.005%，Cr：4.2%，Ca：0.01%，Mg：0.005%，Y：0.005%，B：0.002%，[N]≤50ppm，[H]≤4ppm，[O]≤30ppm，余量为Fe。
[0019]所述模具钢材料的制备方法，包括下述步骤：
（1）钢材以80℃/h的升温速率升温至1000℃，保温8h，使钢材充分奥氏体化；（2）将钢材冷却至260℃，得到马氏体结构；（3）再将钢加热至Ac1-100℃，保温6小时；（4）将钢材再加热至980℃，回火，于650℃下至少进行2次回火，空冷即得。
[0020]优选地，所述回火时间不小于2小时。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨性及机械加工性能优良的模具钢材料，其特征在于所述模具钢材料含有下述重量百分比的成分：C：0.30～0.38%，Si：0.15～0.30%，Mn：0.20～0.60%，P：≤0.008%，S：≤0.005%，Cr：4.0～5.2%，Ca：0.005～0.01%，Mg：0.005～0.01%，Y：0.001～0.005%，B：0.002～0.004%，[N]≤50ppm，[H]≤4ppm，[O]≤30ppm，余量为Fe。2.根据权利要求1所述的一种耐磨性及机械加工性能优良的模具钢材料，其特征在于所述模具钢材料含有下述重量百分比的成分：C：0.34%，Si：0.22%，Mn：0.40%，P：≤0.008%，S：≤0.005%，Cr：4.8...

【专利技术属性】
技术研发人员：石海松，
申请(专利权)人：大冶市康盛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：