一种新型热精锻模具钢制造技术

本发明专利技术属于金属材料领域，特别是涉及一种热精锻模具用钢。其特征在于，该钢的成分及质量百分比为：Ｃ：０．３５～０．４５，Ｓｉ：０．１～０．３，Ｍｎ：０．４～０．６，Ｃｒ：２．５～３．５，Ｍｏ：１．９～２．２，Ｗ：２．０～３．０，Ｖ：０．８～１．０，Ｓ≤０．０２０，Ｐ≤０．０２０，余量为Ｆｅ。本发明专利技术模具钢有足够的热强性和热稳定性，更具有优良的抗热疲劳性及冷热冲击性能，特别适合于热精锻模具，具有高的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料领域，特别是涉及一种新型热精锻模具钢。
技术介绍
热作模具钢工况条件复杂，模具型腔表面受急冷急热作用，易出现热疲劳失效。特别是热精锻模具，在工作时，模具型腔表面与炽热金属接触，加上成形时摩擦生热，模具表面温度可高达600 70(TC，易发生软化压塌、热磨损等；而当炽热的金属件取出，模具迅速冷却，模具型腔表面受拉应力作用，易出现开裂等。目前被广泛应用的热精锻模具钢主要有3Cr2W8V和H13钢。鸨系的3Cr2W8V具有高的抗回火软化能力和高的热强性，但其塑性韧性、导热性及热疲劳性能较差；铬系的H13钢在韧性塑性方面优于3Cr2W8V，但实际用于热精锻模具时，又常因热强性和热稳定性不足，出现热磨损或压塌失效。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种使用寿命高于3Cr2W8V和H13钢的新型热精锻模具用钢。 本专利技术的技术方案是 本专利技术的一种新型热精锻模具钢，包含的成分及其质量百分比为C:0.35 0.45，Si :0. 1 0. 3， Mn :0. 4 0. 6，Cr:2.5 3.5， Mo:1.9 2.2， W :2.0 3.0， V :0. 8 1. 0， S《0. 020， P《0. 020， 余量为Fe。 本专利技术的热作模具钢其成分设计的理论依据是 C:综合力学性能良好的，一般为中碳钢。以H13含碳量为基，为获得够用韧性支持下尽可能高的热强性宜选偏高的含碳量。本专利技术钢含碳量0. 35 0. 45%为H13中上限。 Cr :淬火后，铬固溶于马氏体，可提高钢的抗回火软化能力。通过形成碳化物，铬可提高钢的淬透性。但过量加入铬，对阻碍碳化钒析出有阻碍作用，会降低钢的热强性，并引起碳化物偏析，降低钢的冲击韧性。 Mo和W :钼的加入，可提高钢的淬透性和热强性，并防止第二类回火脆性。但钼加入过多，将引起碳化物偏析，降低钢的韧性。钨的加入，可提高钢的热稳定性。 一般钨含量控制在2. 0 3. 0%，钨含量过高，热强性不会有明显提高，而钢的韧性会有所下降。 V:钒可降低钢的过热敏感倾向。钒的碳化物硬度最高，颗粒细小分布弥散，可促进钢的二次硬化效果和抗回火软化能力，提高钢的热稳定性。钒含量过高，在二次硬化温度范围内回火，钢的塑性、韧性将明显降低，钒的加入量一般不能超过1%。Si :硅的加入，可提高钢的淬透性和基体强度。硅是非碳化物形成元素，但能提高回火时析出特殊碳化物的弥散度，适量的硅还可以改善钢的韧性。 Mn :锰除能提高钢的淬透性外，还可消除有害元素硫的影响。3 S和P :是由原材料带入的有害元素，会使钢的脆性增大。控制硫和磷的含量分别在0. 020%以下，并且含量越低越好。 本专利技术钢有优良的综合性能，适用于高温、高负荷、急热急冷条件下的热精锻模具，与3Cr2W8V和HI3钢相比，使用寿命提高显著。具体实施方式 实施例1 本实施例中，根据本专利技术钢的成分及其质量百分比，分别冶炼3炉本专利技术钢和2炉对比钢(3Cr2W8V和H13各1炉)，并用于同一种气门热精锻模具。本实施例所述钢的成分及其质量百分比如表l所示。 表1本实施例钢的成分及其质量百分比(％ )钢种CSiMnCrMoWVSPFe本专利技术钢0. 390. 220. 482. 821. 992. 640. 920. 0050. 009剩余本专利技术钢0. 410. 230. 512. 962. 112. 820. 880. 0040. 008剩余本专利技术钢0. 410. 210. 462. 991. 982. 790. 930. 0060. 008剩余对比钢 3Cr2W8V0. 380. 320. 362. 53—8. 430. 430. 0040. 009剩余对比钢 H130. 410. 970. 475. 321. 661. 020. 0050. 010剩余 本实施例所述钢用于气门热精锻模具的使用寿命如表2所示。 表2本实施例钢使用寿命钢种使用寿命本专利技术钢1#9765件本专利技术钢2#9976件本专利技术钢3#9168件对比钢3Cr2W8V1723件4钢种使用寿命对比钢H136974件 上述本专利技术钢1# 3#用于气门热精锻模具采用的热处理工艺如下 (1)预加热预加热温度为580 620°C ，预加热时间为50分钟； (2)淬火盐浴炉内淬火，淬火温度为112(TC，保温时间45分钟，采用油冷却，模具硬度HRC50-52 ; (3)回火箱式炉内进行三次回火，回火温度依次为58(TC、58(TC和62(TC，保温时 间均为120分钟，模具硬度HRC50-52。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型热精锻模具钢，其特征在于，该钢包含的成分及其质量百分数为：Ｃ：０．３５～０．４５，Ｓｉ：０．１～０．３，Ｍｎ：０．４～０．６，Ｃｒ：２．５～３．５，Ｍｏ：１．９～２．２，Ｗ：２．０～３．０，Ｖ：０．８～１．０，Ｓ≤０．０２０，Ｐ≤０．０２０，余量为Ｆｅ。

【技术特征摘要】
一种新型热精锻模具钢，其特征在于，该钢包含的成分及其质量百分数为C0.35～0.45，Si0.1～0.3，Mn0.4～0.6，...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚作明，金康，陈东，
申请(专利权)人：机械科学研究总院先进制造技术研究中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]