[发明专利]含V、Nb、N非调质预硬型塑料模具钢及其制备方法

说明书

本发明涉及含V、Nb、N非调质预硬型塑料模具钢及其制备方法，属于钢铁冶金领域。所要解决的技术问题是现有的预硬型塑料模具钢生产成本高以及调质型塑料模具钢生产周期长，技术方案是提供了含V、Nb、N非调质预硬型塑料模具钢，其化学成分为：按重量百分比计，C 0.45～0.52％、Si 0.30～0.60％、Mn 1.20～1.50％、P≤0.030％、S≤0.030％、Cr 0.20～0.40％、V 0.10～0.15％、Nb0.010～0.020％、N 0.0080～0.0120％、Als 0.015～0.050％，Mo≤0.03％、Ni≤0.30％、Cu≤0.25％，余量为Fe。

技术领域

本发明涉及含V、Nb、N非调质预硬型塑料模具钢及其制备方法，属于钢铁冶金领域。

背景技术

塑料模具钢在服役时由于要承受较大的压力、弯曲力、冲击力和摩擦力等，因此，对其综合力学性能的要求较高，要有较高的硬度、强度和耐磨性，以及足够的韧性。

调质型塑料模具钢通过淬火、重新加热工序，能够使模具钢具有硬度均匀、加工性能及力学性能好、模具变形小等优点，然而，会出现热处理带来的变形、开裂、脱碳等缺陷，而且还会延长生产周期。相较而言，非调质预硬型塑料模具钢不需进行淬火、回火处理，经锻造或轧制后空冷可直接达到所需的调质硬度，不仅避免了加工后再热处理所造成的各种缺陷，提高了模具的制作精度，同时还能够缩短制作周期。

目前使用最广泛的预硬型塑料模具钢主要是P20(国标牌号3Cr2Mo)和718(国标牌号3Cr2NiMo)钢。P20为含(1.40％～2.00％)Cr、(0.30％～0.52％)Mo的CrMo钢，718是在P20基础上添加(0.80％～1.20％)Ni的高性能塑料模具钢。然而，以上钢种均需添加含量较高的Mo、Cr等贵重合金元素才能保证模具钢的力学性能，生产成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供含V、Nb、N非调质预硬型塑料模具钢及其制备方法，以解决现有的预硬型塑料模具钢生产成本高以及调质型塑料模具钢生产周期长的问题。

本发明提供了含V、Nb、N非调质预硬型塑料模具钢，其化学成分为：按重量百分比计，C：0.45％～0.52％、Si：0.30％～0.60％、Mn：1.20％～1.50％、P≤0.030％、S≤0.030％、Cr：0.20％～0.40％、V：0.10％～0.15％、Nb：0.010％～0.020％、N：0.0080％～0.0120％、Als：0.015％～0.050％，Mo≤0.03％、Ni≤0.30％、Cu≤0.25％，余量为Fe。

进一步地，所述的非调质预硬型塑料模具钢，其化学成分按重量百分比计，满足以下至少一项：P含量为0.013％～0.019％；S含量为0.008％～0.014％；Als含量为0.029％～0.035％；Mo含量为0.001％；Ni含量为0.01％；Cu含量为0.03％。

本发明提供了所述非调质预硬型塑料模具钢的制备方法，包括如下步骤：

转炉冶炼，转炉炉后吹入惰性气体，LF炉精炼，RH真空处理，连铸制得钢坯，钢坯加热、轧制成材，冷却，即得。

进一步地，所述钢坯加热、轧制成材步骤满足以下至少一项：

钢坯加热温度为950～1250℃；

优选地，钢坯加热温度为1190～1241℃；

均热温度为1150～1200℃；

加热和均热总时间为120～210min。

其中，均热温度需控制在1150℃以上，才能确保在奥氏体单相区轧制；另外，在铸坯加热过程中，温度越高，则奥氏体晶粒度约粗大，对成品的组织性能不利，本发明限定均热温度的上限不能超过1200℃，才能保证成品的组织性能。