本发明专利技术涉及一种具有如下组成的工具钢、特别是热作钢：0.26至0.55重量%的C；<2重量%的Cr；0至10重量%的Mo；0至15重量%的W；其中，W和Mo的含量总和为1.8至15重量%；形成碳化物的元素Ti、Zr、Hf、Nb、Ta，其各自单独或总和的含量为0至3重量%；0至4重量%的V；0至6重量%的Co；0至1.6重量%的Si；0至2重量%的Mn；0至2.99重量%的Ni；0至1重量%的S；余量的铁和不可避免的杂质。该热作钢相比于已知的工具钢具有显著更高的导热能力。
【技术实现步骤摘要】
调节钢的导热能力的方法，工具钢、特别是热作钢，和钢制口叩本分案申请是基于申请号为200780032677. I的专利技术名称为“调节钢的导热能力的方法，工具钢、特别是热作钢，和钢制品”的原始中国专利申请的分案申请。本专利技术涉及一种调节钢的导热能力的方法，涉及一种工具钢、特别是热作钢以及涉及工具钢的应用。此外本专利技术还涉及一种钢制品。热作钢是合金化的工具钢，它们除了铁之外作为合金元素以不同比例特别含有碳、络、鹤、娃、镍、钥、猛、纟凡和钻。由热作钢能够制得热作钢制品，例如适于特别是在压铸中、在辗轧中或在模锻中 加工材料的工具。这类工具的例子是辗轧模、锻造工具、压铸模、冲压杆或类似物，它们在高工作温度下必须具有特别的机械强度性能。热作钢的另一应用领域是用于注塑塑料的工具。工具钢、特别是热作钢，和由其制作得的钢制品的重要功能在于，在用于工业过程中时要保证能足够地导出先前输入的或者在过程中本身产生的热。由热作钢制得的热作工具，除了在较高工作温度下的高机械稳定之外还必须具有良好的导热能力以及高耐热损耗性。热作钢的其他重要性能，除了足够的硬度和强度之外还有在高工作温度下的高热硬度以及高耐损耗性。用于制备工具的热作钢的高导热能力对于某些应用而言是具有特别意义的，因为这能带来显著的周期时间缩短。由于用于热成型工件的热成型装置的操作成本较为昂贵，所以通过减少周期时间能够实现成本的显著节省。热作钢的高导热能力在高压压铸时也是有益的，因为其中所用的铸模由于强烈提高的热疲劳强度而具有显著更长的使用寿命。通常用于制备工具的工具钢一般具有在室温下数值为18至24W/mK的导热能力。通常，现有技术中已知的热作钢的导热能力为约16至37W/mK。由EP0632139A1公开了例如一种热作钢，其在不超过约1100°C的温度下具有相对较高的超过35W/mK的导热能力。该文献中公开的热作钢除了铁和不可避免的杂质之外还含有O. 30 至 O. 55 重量 ％ 的 C ；少于O. 90重量％的Si ；不超过I. O重量％的Mn ；2. O 至 4. O 重量 ％ 的 Cr ；3. 5至 7重量 ％的 Mo;O. 3至I. 5重量％的元素钒、钛和铌中的一种或多种。传统的热作工具钢一般具有超过2重量％的铬含量。铬是一种相对廉价的碳化物形成剂并且还提供热作钢以良好的耐氧化性。此外，铬还形成很细微的二次碳化物，从而使得对于传统的热作工具钢，机械强度对韧性之比非常良好。由德国专利DE1014577B1公开了一种使用硬化性钢合金的制备热作工具的方法。该专利特别涉及一种制备操作中硬化的热作工具的方法，特别是用于热压锻造的印模(Matrize)，其具有高抗裂强度和高断裂强度以及在静态压力负荷和在热作用下具有高的屈服点。在该文献中所描述的热成型钢还具有的特点是简单且相当廉价的化学组成(O. 15-0. 30%的C，3. 25-3. 50%的Mo，不含铬)和易支配性。其中关键地探讨了制备热压模的最佳方法，包括其所属的灼烧处理(硬化)。并没有阐述取决于化学组成的特殊性能。CH481222涉及一种具有良好的低温模Il挤压性(Kalteinsenkbarkeit)且用于制备工具的铬-钥-钒-合金化的热作钢，例如压印冲头和印模。其给出的启示是，合金元素的协调——特别是铬(1.00M 3. 50%的Cr)，钥(O. 50至2. 00%的Mo)和钒(O. 10至O. 30%的V)—对于所期望的性质有着重要影响，例如低的耐灼烧性(55kp/mm2)、良好的流动性、良好的导热能力等。日本公开文献JP4147706致力于通过心轴(Dorn)的尺寸和通过合金的化学组成(O. I 至 O. 4% 的 C，O. 2 至 2. 0% 的 Mn，O 至 O. 95% 的 Cr，O. 5 至 5. 0% 的 Mo，O. 5 至 5. 0% 的 W)而改善心轴的耐损耗性用以制备无缝钢管。特别的用以提高钢的导热能力的措施不是该文献的主题。·日本公开文献JP2004183008记载了一种价廉的用以铸造塑料的工具的铁素体-珠光体钢合金(O. 25至O. 45%的C，O. 5至2. 0%的Mn，O至O. 5%的Cr)。其中重要的是可加工性和导热能力的最佳比。JP2003253383中描述的钢包括预经硬化的用于塑料注塑的工具钢，其具有铁素体-珠光体基本结构(O. I至O. 3%的C，O. 5至2. 0%的Mn，O. 2至2. 5%的Cr，O至O. 15%的Mo，O. OI至O. 25%的V )，其中重要的是突出的可加工性和可焊接性。为了提高工具钢(其特点是轧压时具有高表面温度)中Acl-转变温度，以及获得卓越的可加工性和很小的流变应力，在JP9049067中推荐对化学组成进行特殊化处理(O. 05至 O. 55% 的 C、0. 10 至 2. 50% 的 Μη、0 至 3. 00% 的 Cr、0 至 I. 50% 的 Mo、0 至 O. 50% 的 V)并特别提高硅含量(O. 50至2. 50%的Si)。公开文献CH165893涉及一种铁合金，其特别适于热作的工具(锻模、印模或类似物)和具有少铬的(直至不含铬)以及含钨-钴-镍的(优选含有钥和钒添加物)化学组成。下降的铬含量或完全弃用铬作为合金元素，负责实质上改善性能以及将有益的合金性能相结合。其中发现，铬含量的很少量下降就已能相比于添加大量的W、Co和Ni而显著更大地影响所期望的性能(例如很高的热抗拉断强度、韧性和对于温度波动的不敏感性和由此带来的良好导热能力)。由欧洲专利EP0787813B1公开了一种具有低Cr和Mn含量且在高温下具有卓越强度的耐热的铁素体钢。前述公开文献中公开的专利技术的目的在于，提供一种具有低铬含量的耐热的铁素体钢，且其在很长时期于高温下的条件下具有更好的持久强度以及具有更好的韧性、可加工性和可焊接性，即使是对于厚产品。通过描述有关形成碳化物(粗糙化(Vergroberung))、析出和混晶凝固的合金影响，提出了稳定化铁素体钢的结构必要性。将Cr含量下降到低于3. 5%的原因是，在高于550°C的温度下由于Cr-碳化物的粗糙化而使得持久强度的减小受到抑制以及改善韧性、可加工性和导热能力。但是至少O. 8%的Cr被视作是保持高温下钢的氧化韧性和腐蚀韧性的前提。由DE19508947A1公开了一种耐损耗的、耐回火的和耐热的合金。该合金特别旨在热固结成型技术和热成型技术中的热作工具的用途并且特征在于有着很高的钥含量(10至35%)和钨含量(20至50%)。此外，在前述公开文献中所述的专利技术涉及一种简单而廉价的制备方法，其中首先由熔体或者以粉末冶金途径生产得到合金。如此大含量的Mo和W的原因是通过混晶硬化和通过形成碳化物(或金属间相)而提高耐回火性和耐热性。另外，钥提高了导热能力并减小了合金的热延展性。最后，在该公开文献中阐述了该合金适于在其他组成的基体之上生产表面层(激光焊接、电子焊接、等离子辐射焊接、涂覆焊接)。德国专利DE4321433C1涉及一种用于热作工具的钢，例如在高达1100°C的温度下用于材料的固结成型(Urformung)、成型和加工(特别是在压铸、辗轧、模锻过程中或者作为割刀)的那些。特征是，在400至600°C的温本文档来自技高网...
【技术保护点】
调节钢、特别是热作钢的导热能力的方法，其特征在于，以特定的冶金方式产生钢的内部结构，该结构的碳化物成分具有特定的电子密度和声子密度和/或该结构的晶体结构具有通过有目的地产生的晶格缺陷而确定的针对声子流动和电子流动的平均自由程。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：I·巴利斯安格莱斯，
申请(专利权)人：罗瓦尔玛股份公司，
类型：发明
国别省市：
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