【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及模具加工，具体涉及一种高韧性高硬度模具钢及其制备方法。
技术介绍
1、随着现代化工业的发展，模具的应用越来越广泛,在汽车、电子、仪器仪表、家电、航空航天、建材、电机和通讯器材等产品中，约60％-80％的零部件都要依靠模具加工成型，因此被称为“工业之母”。据估计,模具可带动相关产业的比例大约是1:100即模具发展1亿元,可带动相关产业100亿元。
2、世界模具行业工业总产值保持持续增长，目前我国模具钢材料生产总量已位居世界前列，模具钢材料生产企业众多。但模具钢材料的品种和质量水平在总体上要比德、美等国家落后，具体表现为:技术含量和附加值低的模具钢材料已供过于求，国内厂商间处于白热化竞争阶段。而技术和附加值含量较高的中、高档模具钢材料还远不能适应我国国民经济发展的需要，不能用于制作诸如大型、精密、复杂、高寿命的发动机、电机等压铸模具、新能源汽车车体、电池盒、轿车覆盖件模具等。大部分仍需要从国外进口，年进口量超过10万吨。但从国外进口模具钢材料存在成本高、制作周期长等不足，为了满足行业发展和客户使用的需求，急需设计并生产出一种新型热作模具钢在满足客户使用条件下逐步替代进口材料，为客户实现利益最大化。
3、随着我国模具工业的快速发展，模具钢的产量增长极快，h13时其中的代表性钢种，该钢种在淬硬推案件下具有较高韧性，优良的抗热裂能力，它适用于压铸模、挤压模、热切边模、热冲孔模具等，目前该钢种已经成为国内外应用最广泛的热作模具钢种之一。
4、我司一直致力于特种模具钢材的生产以及热处理研究，研
5、因此，如何提供一种高韧性高硬度模具钢及其制备方法，以解决现有技术所存在的问题，对其应用具有重要意义。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请的目的在于提供一种高韧性高硬度模具钢及其制备方法，以解决现有技术中h13模具钢不适合做高端的铝合金压住模具的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种高韧性高硬度模具钢，所述高韧性高硬度模具钢的化学组分含量质量百分比，c：0.33％～0.40％、mn：0.3％～0.7％、si：0.2％～0.5％、s：≤0.005％、p：≤0.015％、cr：4.8％～5.5％、mo：1.7％～2.1％、v：0.5％～0.7％、ni：1.2～1.8％、cu：≤0.1％、al：≤0.02,其余为fe,且残余气体含量为,h2：≤1.6ppm、o2≤12ppm、n2:≤80ppm。
4、进一步的，高韧性高硬度模具钢的制备方法，包括以下步骤：
5、s1、eaf电弧炉冶炼；
6、s2、lf炉外精炼；
7、s3、esr电渣重熔；
8、s4、三向锻造；
9、s5、efs超细化处理；
10、s6、球化退火。
11、优选的，所述步骤s1的具体步骤为：将配合料按照c：0.33％～0.40％、mn：0.3％～0.7％、si：0.2％～0.5％、s：≤0.005％、p：≤0.015％、cr：4.8％～5.5％、mo：1.7％～2.1％、v：0.5％～0.7％、ni：1.2～1.8％、cu：≤0.1％、al：≤0.02,其余为fe,且残余气体含量为,h2：≤1.6ppm、o2≤12ppm、n2:≤80ppm的质量百分比投入eaf电弧炉中，在1630℃的温度进行熔炼。
12、优选的，所述步骤s2的具体步骤为：将所述步骤s1中的电炉冶炼的钢水转移至精炼炉中，以1560℃的温度进行精炼。
13、优选的，所述步骤s3的具体步骤为：将步骤s2中的钢水按照1630℃的温度进行电渣重熔，按照电压50v，电流2800a，熔速11mm/min，熔池深度50mm，电渣锭规格120，电渣重熔后获得的电渣锭。
14、优选的，所述步骤s4的具体步骤为：将步骤s3中的电渣锭电渣锭使用室式加热炉进行加热，加热温度＞1300℃,保温进行扩散均质化，然后经锻粗拔长锻造开坯，进行x、y和z三个方向多向锻粗拔长至成品尺寸。
15、优选的，所述步骤s4的具体步骤为：将步骤s3中的电渣锭电渣锭使用室式加热炉进行加热，加热温度＞1300℃,保温进行扩散均质化，然后经锻粗拔长锻造开坯，进行x、y和z三个方向多向锻粗拔长至成品尺寸。
16、优选的，所述步骤s5的具体步骤为：将步骤s4得到的工件置入加热炉中随炉升温至保温后，使用浓度12％的淬火盐来进行极限冷却控制,完成超细化处理。
17、优选的，所述步骤s5的具体步骤为：将步骤s5中处理得到的钢材移动至退火炉中，使用860℃的温度进行退火，完成模具钢的生产制备。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
19、本专利技术的主要性能特点是比传统的h13电渣钢提升更好的韧性以及热龟裂性能，适合做高端的铝合金压铸模具，尤其适合做大型一体化铝合金压铸模具，通过加入较高比例的ni元素，比常见的8418类材料韧性更佳。
20、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
21、根据下文结合附图对本申请具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述及其他目的、优点和特征。
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1.一种高韧性高硬度模具钢，其特征在于：所述高韧性高硬度模具钢的化学组分含量质量百分比，C：0.33％～0.40％、Mn：0.3％～0.7％、Si：0.2％～0.5％、S：≤0.005％、P：≤0.015％、Cr：4.8％～5.5％、Mo：1.7％～2.1％、V：0.5％～0.7％、Ni：1.2～1.8％、Cu：≤0.1％、Al：≤0.02,其余为Fe,且残余气体含量为,H2：≤1.6ppm、O2≤12ppm、N2:≤80ppm。
2.如权利要求1所述的一种高韧性高硬度模具钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的一种高韧性高硬度模具钢的制备方法，其特征在于：所述步骤S1的具体步骤为：将配合料按照C：0.33％～0.40％、Mn：0.3％～0.7％、Si：0.2％～0.5％、S：≤0.005％、P：≤0.015％、Cr：4.8％～5.5％、Mo：1.7％～2.1％、V：0.5％～0.7％、Ni：1.2～1.8％、Cu：≤0.1％、Al：≤0.02,其余为Fe,且残余气体含量为,H2：≤1.6ppm、O2≤12ppm、N2:≤80ppm
4.如权利要求3所述的一种高韧性高硬度模具钢的制备方法，其特征在于：所述步骤S2的具体步骤为：将所述步骤S1中的电炉冶炼的钢水转移至精炼炉中，以1560℃的温度进行精炼。
5.如权利要求4所述的一种高韧性高硬度模具钢的制备方法，其特征在于：所述步骤S3的具体步骤为：将所述步骤S2中的钢水按照1630℃的温度进行电渣重熔，按照电压50V，电流2800A，熔速11mm/min，熔池深度50mm，电渣锭规格120，电渣重熔后获得的电渣锭。
6.如权利要求5所述的一种高韧性高硬度模具钢的制备方法，其特征在于：所述步骤S4的具体步骤为：将所述步骤S3中的电渣锭电渣锭使用室式加热炉进行加热，加热温度＞1300℃,保温进行扩散均质化，然后经锻粗拔长锻造开坯，进行X、Y和Z三个方向多向锻粗拔长至成品尺寸。
7.如权利要求6所述的一种高韧性高硬度模具钢的制备方法，其特征在于：所述步骤S4的具体步骤为：将所述步骤S3中的电渣锭电渣锭使用室式加热炉进行加热，加热温度＞1300℃,保温进行扩散均质化，然后经锻粗拔长锻造开坯，进行X、Y和Z三个方向多向锻粗拔长至成品尺寸。
8.如权利要求7所述的一种高韧性高硬度模具钢的制备方法，其特征在于：所述步骤S5的具体步骤为：将所述步骤S4得到的工件置入加热炉中随炉升温至保温后，使用浓度12％的淬火盐来进行极限冷却控制,完成超细化处理。
9.如权利要求8所述的一种高韧性高硬度模具钢的制备方法，其特征在于：所述步骤S5的具体步骤为：将所述步骤S5中处理得到的钢材移动至退火炉中，使用860℃的温度进行退火，完成模具钢的生产制备。
...【技术特征摘要】
1.一种高韧性高硬度模具钢，其特征在于：所述高韧性高硬度模具钢的化学组分含量质量百分比，c：0.33％～0.40％、mn：0.3％～0.7％、si：0.2％～0.5％、s：≤0.005％、p：≤0.015％、cr：4.8％～5.5％、mo：1.7％～2.1％、v：0.5％～0.7％、ni：1.2～1.8％、cu：≤0.1％、al：≤0.02,其余为fe,且残余气体含量为,h2：≤1.6ppm、o2≤12ppm、n2:≤80ppm。
2.如权利要求1所述的一种高韧性高硬度模具钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的一种高韧性高硬度模具钢的制备方法，其特征在于：所述步骤s1的具体步骤为：将配合料按照c：0.33％～0.40％、mn：0.3％～0.7％、si：0.2％～0.5％、s：≤0.005％、p：≤0.015％、cr：4.8％～5.5％、mo：1.7％～2.1％、v：0.5％～0.7％、ni：1.2～1.8％、cu：≤0.1％、al：≤0.02,其余为fe,且残余气体含量为,h2：≤1.6ppm、o2≤12ppm、n2:≤80ppm的质量百分比投入所述eaf电弧炉中，在1630℃的温度进行熔炼。
4.如权利要求3所述的一种高韧性高硬度模具钢的制备方法，其特征在于：所述步骤s2的具体步骤为：将所述步骤s1中的电炉冶炼的钢水转移至精炼炉中，以1560℃的温度进行精炼。
【专利技术属性】
技术研发人员：门强，
申请(专利权)人：拓镁模具技术苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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