一种热挤压模具用钢及其制备方法技术

技术编号：39956288 阅读：4 留言：0更新日期：2024-01-08 23:41

本发明专利技术提供了一种热挤压模具用钢及其制备方法，属于材料热加工领域。本发明专利技术所述热挤压模具用钢依次经过以下工序：电渣锭生产、锻造、固溶、球化退火，得到；其中，所述锻造工序中，包括在锻造前加热以促使电渣锭高温扩散均质化，高温扩散温度为1260～1310℃，时间为28～32h；锻造时，锻造比为4～6；所述固溶工序中，包括采用水冷和空冷交替的形式进行淬火。本发明专利技术制备方法，可以通过对H13ESR电渣锭直接进行锻造制备，获得φ960的H13ESR热挤压模具材料，且材料各项指标合格，不需要采用小规格圆钢(φ550)再锻造和热处理进行二次生产得到φ960大规格圆钢，能够节约成本(4000元/吨)和缩短生产周期。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料热加工领域，具体涉及一种热挤压模具用钢及其制备方法。

技术介绍

1、随着工业产品的大型化，对材质为h13esr的模具材料也提出了更高的要求，需要模具材料具有高品质，同时模具尺寸也逐渐大型化。之前对铝型材用的h13esr热挤压模具，市场最大锻造圆钢规格为φ550，而现在市场需要φ960的圆钢。面对φ960的圆钢需求，则需要采用φ550的锻造圆钢下料后再镦粗锻造，锻造成φ960圆钢，然后再热处理(固溶+球化处理)，存在以下技术的缺陷和不足：

2、1、增加了再次锻造和热处理工序(固溶+球化处理)，成本增加了4000元/吨，同时也需要更长的生产周期，生产周期增加45天左右。并且非专业厂家再次锻造和热处理后的产品质量无法满足使用要求，影响模具寿命；

3、2、生产φ960的h13esr圆钢，存在液析碳化物不合格；

4、3、存在金相组织不合格，不符合《nadca207～2011北美压铸模金相标准图谱》标准要求的as1～as9级；

5、4、冲击功不合格，不满足标准和需要。

6、因此，如何提供一种大型且高品质的热挤压模具用钢及其制备方法，仍需探索。

技术实现思路

1、本专利技术旨在提供一种热挤压模具用钢及其制备方法，以解决上述问题，满足大型且高品质的热挤压模具用钢需要。

2、第一方面，本专利技术提供一种热挤压模具用钢的制备方法，所述热挤压模具用钢依次经过以下工序：电渣锭生产、锻造、固溶、球化退火，得到；

3、其中，所述锻造工序中，包括在锻造前加热以促使电渣锭高温扩散均质化，高温扩散温度为1260～1310℃，时间为28～32h；锻造时，锻造比为4～6；

4、所述固溶工序中，包括采用水冷和空冷交替的形式进行淬火。

5、进一步地，所述高温扩散温度为1270～1300℃。

6、进一步地，所述锻造比为5.5。

7、进一步地，所述电渣锭的高径比小于3.0。

8、进一步地，所述淬火为：三次水冷中间穿插进行了两次空冷；其中，每次水冷的时间相等或不等，分别为20～90min；每次空冷的时间相等或不等，分别为15～20min；优选地，所述淬火为：首先水冷60～90min，然后空冷20min，之后进行第二次水冷，水冷30～60min，之后进行第二次空冷，空冷15min，最近进行第三次水冷，水冷20～40min后完成淬火。

9、进一步地，所述电渣锭生产工序包括以下步骤：

10、s11、母材铸棒及渣料准备：lf精炼、vd真空脱气、铸棒以及一次退火后得到母材铸棒，同时预备具有保护作用的二元预熔渣；

11、s12、电渣重熔：采用氩气保护，将母材铸棒和二元预熔渣一块重熔，得到电渣锭；

12、优选地，所述母材铸棒的直径为ф920mm～930mm，更优选地，所述母材铸棒的规格为φ920*4000mm；

13、优选地，所述二元预熔渣的用量为640～660kg；

14、优选地，所述一次退火温度为900-950℃，保温时间为40-50h；

15、优选地，所述二元预熔渣是质量比为3：7的al2o3和caf2的混合物；

16、优选地，所述电渣重熔的熔速设定：780～960kg/h，电极预留1200～1500kg开始补缩，模冷时间：200～240min；

17、优选地，所述电渣锭的直径为ф1150mm～1300mm，更优选地，所述电渣锭的规格为ф1150mm*2500mm。

18、进一步地，所述锻造前的加热包括：对所述电渣锭先第一段加热并升温至830～870℃，保温10-12h；再第二段加热并升温至1260～1310℃，保温28～32h，以进行高温扩散均质化；之后降温至1200～1220℃，保温4-5h后开始锻造；优选地，所述第一段加热的升温速率不大于60℃/h，所述第二段加热的升温速率不大于100℃/h。

19、进一步地，所述锻造工序包括：对高温扩散均质化后的电渣锭以镦粗和拔长的形式进行锻造以及锻后冷却，优选地，锻造时电渣锭表面温度低于850℃时要回炉加热，每火加热时间为3～4h；终锻时电渣锭边角位置温度大于850℃，其余位置温度大于900℃。

20、更进一步地，所述锻造包括：在平砧上拔长时，第一趟双边轻压10～20mm，后续每趟双边压下量为每趟拔长时坯料厚度的15％～18％，进砧量为1/2～3/4砧宽，停锻温度>900℃，拔长完毕回炉保温3～4h。

21、更进一步地，最后一次拔长时，坯料尺寸比成材规格大100～200mm；每趟双边压下量为30～50mm，进砧量为1/4～1/2砧宽，留20mm余量用于摔圆成型；最后一火精整温度>850℃，完工后进行雾冷。

22、更进一步地，锻后冷却包括：先雾冷至350℃，再空冷至200～300℃，然后进炉进行二次退火；优选地，二次退火包括先升温至850～870℃，保温25～28h；再降温至730～750℃，保温32～36h，之后随炉冷却，温度不高于250℃时出炉。

23、进一步地，所述固溶工序包括：对锻造后的电渣锭先第三段加热并升温至830～870℃，保温6-7h；再第四段加热并升温至1040～1060℃，保温15～18h；之后入水，进行水冷和空冷交替的淬火；优选地，所述第三段加热的升温速率不大于60℃/h，所述第四段加热的升温速率不大于80℃/h；初次入水时水温低于30℃。

24、进一步地，所述淬火完成后，出水后电渣锭的表面钢温回温180～250℃，优选180～200℃，最后空冷到200～150℃进炉执行球化退火工序。

25、进一步地，所述球化退火工序包括：对固溶后的电渣锭先第五段加热并升温至850～870℃，保温25～28h；再降温至730～750℃，保温32～36h；之后随炉冷却，温度不高于250℃时出炉；优选地，所述第五段加热的升温速率不大于60℃/h，所述降温的降温速率不大于40℃/h。

26、第二方面，本专利技术提供一种前述制备方法所得的热挤压模具用钢，所述热挤压模具用钢的化学成分包括：c 0.37～0.43wt％，si 0.8～1.2wt％，mn 0.2～0.5wt％，p≤0.015wt％，s≤0.005wt％，cr 5～5.5wt％，mo 1.3～1.5wt％，v 0.8～1.2wt％，ni≤0.25wt％，cu≤0.25wt％。

27、进一步地，所述热挤压模具用钢为φ960圆钢，公差+0～+5；硬度为44～46hrc；

28、圆钢心部取样，500倍下检验金相组织，按照《nadca207-2011北美压铸模金相标准图谱》标准进行评定，达到as1-as9级；

29、50倍下检验带状偏析，按照《nadca207-2011北美压铸模金相标准图谱》标准进行评定，达到sa1-sa4级别；

30、横向无缺口冲击功多个试本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种热挤压模具用钢的制备方法，其特征在于，所述热挤压模具用钢依次经过以下工序：电渣锭生产、锻造、固溶、球化退火，得到；

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高温扩散温度为1270～1300℃；

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述淬火为：三次水冷中间穿插进行了两次空冷；其中，每次水冷的时间相等或不等，分别为20～90min；每次空冷的时间相等或不等，分别为15～20min；优选地，所述淬火为：首先水冷60～90min，然后空冷20min，之后进行第二次水冷，水冷30～60min，之后进行第二次空冷，空冷15min，最近进行第三次水冷，水冷20～40min后完成淬火。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电渣锭生产工序包括以下步骤：

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锻造前的加热包括：对所述电渣锭先第一段加热并升温至830～870℃，保温10-12h；再第二段加热并升温至1260～1310℃，保温28～32h，以进行高温扩散均质化；之后降温至1200～1220℃，保温4-5h后开始

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述锻造包括：在平砧上拔长时，第一趟双边轻压10～20mm，后续每趟双边压下量为每趟拔长时坯料厚度的15％～18％，进砧量为1/2～3/4砧宽，停锻温度>900℃，拔长完毕回炉保温3～4h；

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固溶工序包括：对锻造后的电渣锭先第三段加热并升温至830～870℃，保温6-7h；再第四段加热并升温至1040～1060℃，保温15～18h；之后入水，进行水冷和空冷交替的淬火；优选地，所述第三段加热的升温速率不大于60℃/h，所述第四段加热的升温速率不大于80℃/h；初次入水时水温低于30℃；

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述球化退火工序包括：对固溶后的电渣锭先第五段加热并升温至850～870℃，保温25～28h；再降温至730～750℃，保温32～36h；之后随炉冷却，温度不高于250℃时出炉；优选地，所述第五段加热的升温速率不大于60℃/h，所述降温的降温速率不大于40℃/h。

9.一种如权利要求1-8任一所述制备方法所得的热挤压模具用钢，其特征在于，所述热挤压模具用钢的化学成分包括：C 0.37～0.43wt％，Si 0.8～1.2wt％，Mn 0.2～0.5wt％，P≤0.015wt％，S≤0.005wt％，Cr 5～5.5wt％，Mo 1.3～1.5wt％，V0.8～1.2wt％，Ni≤0.25wt％，Cu≤0.25wt％。

10.如权利要求9所述的热挤压模具用钢，其特征在于，所述热挤压模具用钢为φ960圆钢，公差+0～+5；硬度为44～46HRC；

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【技术特征摘要】

1.一种热挤压模具用钢的制备方法，其特征在于，所述热挤压模具用钢依次经过以下工序：电渣锭生产、锻造、固溶、球化退火，得到；

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高温扩散温度为1270～1300℃；

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电渣锭生产工序包括以下步骤：

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锻造前的加热包括：对所述电渣锭先第一段加热并升温至830～870℃，保温10-12h；再第二段加热并升温至1260～1310℃，保温28～32h，以进行高温扩散均质化；之后降温至1200～1220℃，保温4-5h后开始锻造；优选地，所述第一段加热的升温速率不大于60℃/h，所述第二段加热的升温速率不大于100℃/h；

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述锻造包括：在平砧上拔长时，第一趟双边轻压10～20mm，后续每趟双边压下量为每趟拔长时坯料厚度的15％～18％，进...

【专利技术属性】
技术研发人员：李进，张永强，周立新，周许，陈君，白保民，鄢磊，
申请(专利权)人：大冶特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人