[发明专利]冷作模具钢材料及合金变质剂

说明书

技术领域

本发明涉及冷作模具钢，更具体地说，涉及一种冷作模具钢材料及合金变质剂。

背景技术

现有的冷作模具钢材料无法应用于铸造，或者铸造得到的铸件的性能存在缺陷，因此传统的冷作模具钢的原材料的改锻多采用变向锻造法，主要锻造过程是：镦粗-拔长-镦粗，其存在的缺点是：锻造工艺过程复杂，成本高，加工的效率低，而且锻造模块为简单方形或圆柱体，与冷作模具模块得实际形状相差较大，需要再进行机加工。在锻造后的机加工过程中，机加工量大，会造成大量材料和能源的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种可适用于铸造的冷作模具钢材料及合金变质剂。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种冷作模具钢材料，除Fe外还包含以下元素，以重量百分比计：C 1.55～1.75%，Cr 11.50～12.50%，V 0.20～0.30%，Mo 0.45～0.55%，Si ≤0.25%，Mn ≤0.20%，S ≤0.030%，P ≤0.030%，Ni ≤0.15%，Cu ≤0.2%。

在本发明所述的冷作模具钢材料中，材料中除Fe外还包含以下元素，以重量百分比计：C 1.72%，Cr 12.03%，V 0.25%，Mo 0.50%，Si ≤0.25%，Mn ≤0.20%，S ≤0.030%，P ≤0.030%，Ni ≤0.15%，Cu ≤0.2%。

本发明还提供了一种适用于上述的冷作模具钢材料的合金变质剂，变质剂中除Fe外还包含以下元素，以重量百分比计：RE 14.0～20.5%，Mg 3.0～4.5%，Si 25～30%，Mn 3.0～4.0%，Ca 3.0～5.0%，Ti 1.5～2.5%。

在本发明所述的合金变质剂中，变质剂中除Fe外还包含以下元素，以重量百分比计：RE 18.2%，Mg 4.1%，Si 26.5%，Mn 3.0%，Ca 3.5%，Ti 2.1%。

实施本发明的冷作模具模块铸造方法，具有以下有益效果：

1、本发明的冷作模具钢材料在铸造后仍具有良好的性能，具有较高的硬度和冲击韧性，能满足冷作模具模块的使用需求。通过铸造工艺来制作冷作模具模块，模具的机加工量大大减少，在保证冷作模具性能的同时，节约能源并且减少材料的浪费，生产周期也大大缩短。

2、本发明的合金变质剂可以加入到冷作模具钢材料中，合金变质剂对线收缩率影响不大，变质剂可以使铸件获得比较好的金相组织，细化晶粒并且提高硬度值和冲击韧性，改善钢液的流动性和凝固性能，改善铸件的成分偏析和钢液的充型性能，使铸件内合金元素分布更均匀，降低铸件的表面粗糙度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是冷作模具模块的结构示意图；

图2是冒口的结构示意图；

图3是冒口的主视图；

图4是冒口的俯视图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明冷作模具钢材料中除Fe外还包含以下元素，以重量百分比计：C 1.55～1.75%，Cr 11.50～12.50%，V 0.20～0.30%，Mo 0.45～0.55%，Si ≤0.25%，Mn ≤0.20%，S ≤0.030%，P ≤0.030%，Ni ≤0.15%，Cu ≤0.2%。在本发明的一个优选实施例中，C 1.72%，Cr 12.03%，V 0.25%，Mo 0.50%，Si ≤0.25%，Mn ≤0.20%，S ≤0.030%，P ≤0.030%，Ni ≤0.15%，Cu ≤0.2%。

本发明还提供了一种用于添加到前述的冷作模具钢材料中的合金变质剂，用于改善材料的性能。合金变质剂中除Fe外还包含以下元素，以重量百分比计：RE 14.0～20.5%，Mg 3.0～4.5%，Si 25～30%，Mn 3.0～4.0%，Ca 3.0～5.0%，Ti 1.5～2.5%。加入的变质剂的质量为冷作模具钢材料的质量的0.15～0.45%。在本发明的一个优选实施例中，RE 18.2%，Mg 4.1%，Si 26.5%，Mn 3.0%，Ca 3.5%，Ti 2.1%，变质剂的加入量为0.4%。

本发明的冷作模具钢材料应用于冷作模具模块铸造时包括以下步骤：