一种高均匀高镜面抛光性能模具钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高均匀高镜面抛光性能模具钢及其制备方法，属于工模具钢技术领域，解决了现有技术中塑料模具钢存在碳化物偏析严重、组织均匀性差的问题。高均匀高镜面抛光性能模具钢的组分以质量百分比计包括：C：0.10％～0.30％，Si：≤1％，Mn：≤1％，Cr：10.0％～14.0％，Ni：0.2％～2.0％，Mo：0.5％～1.0％，V：0.005％～1.00％，N：0.15％～0.50％，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明专利技术的高均匀高镜面抛光性能模具钢的均匀性好，切削性能优异，并且具有优异的耐蚀性能。并且具有优异的耐蚀性能。并且具有优异的耐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高均匀高镜面抛光性能模具钢及其制备方法


[0001]本专利技术涉及工模具钢
，特别涉及一种高均匀高镜面抛光性能模具钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]耐蚀塑料模具钢作为模具钢中的高端产品，主要用于成形温度较高的特种工程塑料及含阻燃剂的塑料，该原料在熔融状态下会分解产生大量腐蚀性气体，如氯化氢、氟化氢和二氧化硫等，对所用的塑料模具型腔产生腐蚀作用，导致模具的使用寿命减少。因此，此类模具应具备一定的耐腐蚀性能。目前常用的耐蚀塑料模具钢为4Cr13、9Cr18等，属于马氏体类型不锈钢。但是此类钢种仍存在碳化物偏析严重、组织均匀性差、耐蚀性不足等问题，难以满足超高精度塑料制品对高抛光性能和耐蚀性的需求，制约了该类型钢的品质稳定化和市场高端化，其性能还有待于进一步提高。

技术实现思路

[0003]鉴于上述情况，本专利技术旨在提供一种高均匀高镜面抛光性能模具钢及其制备方法，用于解决现有的高氮耐蚀塑料模具钢存在碳化物偏析严重、组织均匀性差；硬度、耐蚀性和耐磨性不能同时兼顾的问题。
[0004]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0005]本专利技术提供了一种高均匀高镜面抛光性能模具钢，高均匀高镜面抛光性能模具钢的组分以质量百分比计包括：C：0.10％～0.30％，Si：≤1％，Mn：≤1％，Cr：10.0％～14.0％，Ni：0.2％～2.0％，Mo：0.5％～1.0％，V：0.005％～1.00％，N：0.15％～0.50％，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0006]进一步的，高均匀高镜面抛光性能模具钢的组分还添加选自下列元素中的一种或几种，以质量百分比计，包括：Cu≤0.5％，Nb≤0.05％，Co≤0.5％，稀土元素≤0.05％。
[0007]进一步的，高均匀高镜面抛光性能模具钢的组分以质量百分比计包括：C：0.11％～0.30％，Si：0.20％～0.80％，Mn：0.20％～0.80％，Cr：10.2％～13.7％，Ni：0.2％～1.9％，Mo：0.5％～1.0％，V：0.005％～0.95％，N：0.15％～0.50％，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0008]本专利技术还提供了一种高均匀高镜面抛光性能模具钢的制备方法，用于制备上述的高均匀高镜面抛光性能模具钢，包括：
[0009]步骤1、冶炼、浇注得到电极坯，对电极坯进行缓冷或保温退火处理；
[0010]步骤2、对电极坯经加压电渣炉重熔，浇铸成钢锭，对钢锭进行缓冷或保温退火处理；
[0011]步骤3、对钢锭进行锻造得到锻坯；
[0012]步骤4、对锻坯进行弥散化处理；
[0013]步骤5、弥散化处理后的钢材进行退火处理；
[0014]步骤6、将退火处理后的钢材进行淬火处理，再进行回火处理；或者将退火后的钢材进行淬火处理，深冷处理，再进行回火处理。
[0015]进一步的，步骤3中，锻造包括：将钢锭充分加热并保温后进行锻造；加热温度控制为1160～1200℃，保温时间10～15h。
[0016]进一步的，步骤3中，始锻温度为1160～1200℃，终锻温度为830～860℃。
[0017]进一步的，步骤4中，弥散化处理包括：将锻坯加热至第一次保温温度980～1020℃保温1～2h，然后水冷至室温；再在第二次保温温度630～670℃保温2～4h，空冷至室温。
[0018]进一步的，步骤5中，退火处理包括：将弥散化处理后的钢材加热至850
±
10℃，保温1～2h；炉冷至650
±
10℃，保温1～2h，随后炉冷至400℃以下出炉。
[0019]进一步的，步骤6中，回火处理采用在150～520℃进行回火处理。
[0020]进一步的，步骤6中，回火处理后的钢材的组织为马氏体+细小弥散的碳化物和碳氮化物析出相，马氏体板条均匀，未见明显网状偏析和条带偏析。
[0021]与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：
[0022]a)本专利技术的高均匀高镜面抛光性能模具钢通过采用低C，添加适量的Cr、Mo、V和N元素，降低碳化物和组织偏析，在合适的弥散化处理以及淬火+回火工艺下，获得马氏体+细小弥散的碳化物和碳氮化物析出相的组织，马氏体板条均匀，未见明显网状偏析和条带偏析，从而获得高均匀高镜面抛光性能和优异耐蚀性能的模具钢。
[0023]b)采用本专利技术成分及方法制得的高均匀高镜面抛光性能模具钢具有良好的综合力学性能，退火处理后的钢材的均匀性好，切削性能优异。回火处理后的钢材的组织均匀，回火处理后的钢材具有较高的回火硬度，较高的冲击韧性和较低的粗糙度，实现镜面抛光性能要求，并且具有优异的耐蚀性能。
[0024]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0025]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0026]图1为实施例2的回火组织50
×
；
[0027]图2为对比例1的回火组织100
×
；
[0028]图3为实施例1的钢经过240℃回火后的回火组织500
×
；
[0029]图4为对比例1的钢经过240℃回火后的回火组织500
×
；
[0030]图5为实施例1的钢经过500℃回火后的回火组织500
×
；
[0031]图6为对比例1的钢经过500℃回火后的回火组织500
×
。
具体实施方式
[0032]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本专利技术一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。
[0033]本专利技术提供了一种高均匀高镜面抛光性能模具钢，高均匀高镜面抛光性能模具钢
的组分以质量百分比计包括：C：0.10％～0.30％，Si：≤1％，Mn：≤1％，Cr：10.0％～14.0％，Ni：0.2％～2.0％，Mo：0.5％～1.0％，V：0.005％～1.00％，N：0.15％～0.50％，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0034]以下对本专利技术中所含组分的作用及用量选择作具体说明：
[0035]C：钢中的碳含量决定钢的基体硬度，对工模具钢而言，一部分碳溶入基体起到固溶强化的作用，另一部分碳与强碳化物形成元素结合形成合金碳化物。C与一些合金元素形成合金碳化物提高钢的硬度和耐磨性能，均匀弥散析出的合金碳化物和回火马氏体组织影响钢的耐蚀性能。为了获得更高的硬度、耐磨性和耐蚀性，本专利技术中将碳含量控制在0.10％～0.30％。
[0036]Si：硅作为炼钢过程中的还原剂和脱氧剂而加入，对提高耐蚀性有明显作用，然而Si含量过高不仅会导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高均匀高镜面抛光性能模具钢，其特征在于，所述高均匀高镜面抛光性能模具钢的组分以质量百分比计包括：C：0.10％～0.30％，Si：≤1％，Mn：≤1％，Cr：10.0％～14.0％，Ni：0.2％～2.0％，Mo：0.5％～1.0％，V：0.005％～1.00％，N：0.15％～0.50％，余量为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的高均匀高镜面抛光性能模具钢，其特征在于，所述高均匀高镜面抛光性能模具钢的组分还添加选自下列元素中的一种或几种，以质量百分比计，包括：Cu≤0.5％，Nb≤0.05％，Co≤0.5％，稀土元素≤0.05％。3.根据权利要求1所述的高均匀高镜面抛光性能模具钢，其特征在于，所述高均匀高镜面抛光性能模具钢的组分以质量百分比计包括：C：0.11％～0.30％，Si：0.20％～0.80％，Mn：0.20％～0.80％，Cr：10.2％～13.7％，Ni：0.2％～1.9％，Mo：0.5％～1.0％，V：0.005％～0.95％，N：0.15％～0.50％，余量为Fe及不可避免的杂质。4.一种高均匀高镜面抛光性能模具钢的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1
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3任一项所述的高均匀高镜面抛光性能模具钢，包括：步骤1、冶炼、浇注得到电极坯，对电极坯进行缓冷或保温退火处理；步骤2、对电极坯经加压电渣炉重熔，浇铸成钢锭，对钢锭进行缓冷或保温退火处理；步骤3、对钢锭进行锻造得到锻坯...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟宏宵，马党参，周健，樊译，
申请(专利权)人：钢铁研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：