具有较低δ铁素体含量的不锈模具钢制造技术

具有较低δ铁素体含量的模具用不锈钢，该不锈钢基本上由下列合金化元素组成，按质量百分比计：0.01至0.20的碳；0.01至0.07的氮；2.0至4.0的锰；0.01至1.0的镍；11.0至13.0的铬；低于1.0的钼+钨；0.01至1.5的铜；0.01至1.0的钒；0.01至0.20的硫；不多于0.01的钙；低于0.50的铝；低于1.0的硅；其余基本上由Fe和不可避免的杂质组成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有较低S铁素体含量的不锈模具钢本专利技术是一种用于塑料成形模具中的一般应用的不锈钢，且特别是但不限于热室模具。其主要特征是与模具制造有关的性质的组合，例如机械加工性能、可焊性和低成本(与低镍(Ni)含量相关联)，并且在称为δ铁素体的不期望显微组织相的控制方面容易处理。由于这些模具制造和钢制造的优点，本专利技术允许显著降低的模具成本。通常操作工具和模具以成形其它材料，热塑性聚合物材料(一般称为塑料)或金属材料。根据用来制造工具的材料的性质，这些用于室温或约700°C的高温下的工艺中。本专利技术的钢特别用于如下的模具或模具装置该模具或模具设备暴露于室温或低于500°C的温度并且必须耐腐蚀。此类应用的典型实例是在塑料成形模具中使用的热室，其不超过300°C。对于此类情况而言，温度/水冷却的组合作用可导致腐蚀，这解释了对不锈钢的需要。并且，由于经机械加工材料的高含量,应当优化机械加工性能。除这两种特征(耐腐蚀性和机械加工性能)之外，经常在模具钢上应用焊接以进行 小修补和模具调整。然而，具有高的铬含量(12至17%)和中等碳含量(约O. 4%)的常规马氏体不锈钢具有极高的淬硬性，从而在焊接区域中引起显著硬度和潜在的开裂(参见表I)。因此，低碳合金的开发有时是期望的。表I :现有技术中利用的传统钢的典型化学组成。示出马氏体的近似硬度以便凸显由高碳含量引起的艰难可焊性。含量为质量百分比且Fe为余量。 — 名称 I C I S I Mn : Ii Cr Mo V 马氏涵夏 ~ AISI 440 C LO 003* 0. 30 - 17. 5— 0. 5 - 65 HRCt2 °f； 0.40O.關烹 §, 3§ 一13.5 一0.25 55 IEC(PIN I. 2083) —DIN 1.2316— O. 38O. 60 —0.8016, OI· O-SS HIC 'DIN I, 2085 I O, 35 [ 0.15 | I. O [ -[ 15. O [ --55 HIC*典型值；并非由标准规定除这些冶金性质之外，成本问题已变得甚至更加关键。强烈的竞争，尤其是考虑到全世界可获得的低成本模具，使得模具制造商寻找低成本的选择。在这些条件下，负面的冶金因素是S铁素体不存在时的显微组织稳定性。碳和镍是促成奥氏体相和消除马氏体钢中的δ铁素体的最重要元素。然而，关于可焊性问题，存在上述的碳限制。并且，对于镍，成本限制是显著的。碳含量越高，对镍的需要越低，因此合金的成本越高。正在进行新的开发以解决此类问题。例如，专利US 6，358，334和US 6，893，608Β2采用高水平的铜和氮来解决低镍和碳的不锈钢的生产(参见表2)。然而，δ铁素体的出现对于它们两者而言都是显著的，且高达10%的水平是常见的。另一方面，这些合金中的δ铁素体的控制影响合金锻造和层压温度。表2示出用于这些合金的由“Thermocalc”热力学计算软件计算的平衡温度。当与高硫含量组合时，低温可能易于引起开裂或者在成形设备(通常是锻压机或层压轧机)中的过大功率。因此，考虑所有这些事项，存在某些现有技术的低碳和镍的钢，但是对其进行处理并不是容易的任务，这导致昂贵的工艺和随之而来的合金成本的增加。因此，显然需要具有高机械加工性能、低镍和碳含量及增加的加工能力的不锈钢。为了允许降低炼钢过程的成本，材料的成形温度应显著高于现有技术钢的成形温度。本专利技术的钢将满足所有这些需要。表2:比表I所示钢更新近开发的现有技术钢。含量以质量百分比计且Fe为余量。由于低碳含量，这些合金中的马氏体的硬度为约35HRC。权利要求1.“具有较低S铁素体含量的不锈模具钢”，其特征在于基本上由下列构成的合金化元素组成，按质量百分比计0. 01和O. 20之间的碳；0. 01和O. 07之间的氮；2. O和4. O之间的锰；0. 01和I. O之间的镍；11. O和13. O之间的铬；低于I. O的钥+钨；0. 01和I. 5之间的铜；0. 01和I. O之间的钒；最多O. 20的硫；最多O. 01的钙；低于O. 50的铝；低于I. O的硅；其余基本上由Fe和制备过程中不可避免的杂质组成。2.根据权利要求I的“具有较低δ铁素体含量的不锈模具钢”，其特征在于基本上由下列构成的合金化元素组成，按质量百分比计0. 03和O. 10之间的碳；0. 03和O. 06之间的氮；2. 2和3. O之间的锰；0. 10和O. 50之间的镍；11. O和13. O之间的铬；低于O. 5的钥+钨；0. I和O. 8之间的铜；0. 02和O. 10之间的钒；0. 05和O. 14之间的硫；0. 001和O. 003之间的钙；低于O. 10的铝；低于O. 5的硅；其余基本上由Fe和制备过程中不可避免的杂质组成。3.根据权利要求2的“具有较低δ铁素体含量的不锈模具钢”，其特征在于基本上由下列构成的合金化元素组成，按质量百分比计0. 03和O. 08之间的碳；0. 03和O. 06之间的氮；2. 2和2. 8之间的锰；0. 10和O. 50之间的镍；11. 5和12. 5之间的铬；低于O. I的钥+钨；0. 3和O. 7之间的铜；0. 03和O. 08之间的钒；0. 08和O. 12之间的硫；0. 0015和O. 0025之间的钙；低于O. 05的铝；低于O. 50的硅；其余基本上由Fe和制备过程中不可避免的杂质组成。4.根据权利要求I至3中任一项的“具有较低δ铁素体含量的不锈模具钢”，其特征在于以对应于lV:2Nb和IV: ITi的比例用铌或钛来替代钒。5.根据权利要求I至3中任一项的“具有较低δ铁素体含量的不锈模具钢”，其特征在于显微组织中的δ铁素体含量低于10%。6.根据权利要求I至3中任一项的“具有较低δ铁素体含量的不锈模具钢”，其特征在于在高于1160°C的温度下进行均质化、锻造或热轧，但是显微组织中的δ铁素体含量低于 10% O7.根据权利要求I至3中任一项的“具有较低δ铁素体含量的不锈模具钢”，其特征在于可应用于模具、压模和多用途工具，在室温下或至多1300°C的温度下，用于固体或液体材料的成形。8.根据权利要求I至3中任一项的“具有较低δ铁素体含量的不锈模具钢”，其特征在于可应用于塑料模具和塑料模具部件。9.根据权利要求I至3中任一项的“具有较低δ铁素体含量的不锈模具钢”，其特征在于可应用于塑料模具的热室或其它设备，其中要求高耐腐蚀性和高机械加工性能。全文摘要具有较低δ铁素体含量的模具用不锈钢，该不锈钢基本上由下列合金化元素组成，按质量百分比计0.01至0.20的碳；0.01至0.07的氮；2.0至4.0的锰；0.01至1.0的镍；11.0至13.0的铬；低于1.0的钼+钨；0.01至1.5的铜；0.01至1.0的钒；0.01至0.20的硫；不多于0.01的钙；低于0.50的铝；低于1.0的硅；其余基本上由Fe和不可避免的杂质组成。文档编号C21D1/25GK102859021SQ201080059664 公开日2013年1月2日 申请日期2010年11月10日 优先权日2009年11月17日专利技术者C·A·巴博索, R·阿涅利麦斯基塔 申请人:维拉雷斯金属股份公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·A·巴博索，R·阿涅利麦斯基塔，
申请(专利权)人：维拉雷斯金属股份公司，
类型：
国别省市：