[发明专利]超高热导率热冲压模具钢及其制造方法

说明书

本发明涉及一种超高热导率热冲压模具钢及其制造方法，该钢的各合金元素质量百分比：C 0.40～0.50%；Si≤0.30%；Cr≤0.30%；Mn 0.80～1.5%；Ni 0.80～1.50%；Mo 1.30～2.0%；V 1.30～2.0%；微量B；余量Fe及其它不可避免的杂质,本发明还涉及其制造方法为电炉冶炼+真空精炼+电渣重熔，冶炼出成分均匀的电渣锭，并对电渣锭进行去应力退火；然后锻造成型，锻后水冷+球化退火；最后采用高温淬火和多次高温回火，获得具有优良的冲击韧性，回火稳定性和高热导率的热冲压模具钢。

技术领域

本发明属于合金钢制造工艺技术领域，涉及一种超高热导率热冲压模具钢及其制造方法。

背景技术

随着能源危机和环境问题的日益加剧，汽车轻量化已经成为世界汽车工业可持续发展的必然道路。车身高强化，既可以减轻车身重量，又能提高安全性，是同时实现车身轻量化和提高碰撞安全性的最好途径。

为满足车身高强化发展需求，先进高强钢和先进零部件成形工艺应运而生。TRIP钢、TWIP钢等先进高强钢，在1000MPa级以下的汽车零部件生产制造中得到广泛应用。然而，当强度达到1000MPa级以上时，如果采用传统冷冲压成形工艺进行超高强度零部件生产制造，难以避免超高强钢成形性能差、零件回弹严重及尺寸精度差、成形模具寿命短等技术问题。

热冲压成形技术既可以解决传统高强度钢冷冲压成形难问题，又能获得超高强度及高精度的成形零件，从而引起业界的普遍关注，并迅速成为汽车制造领域的热门技术。在20世纪80年代汽车工业开始使用热成技术，目前热成形技术已广泛应用于汽车车身安全零件的制造。

热冲压成形是把钢板加热到900℃左右奥氏体化，随后快速送入有冷却系统的模具内冲压成形并淬火，钢板组织由奥氏体转变成马氏体，从而得到超高强度的零件。由于在冲压过程中，模具与坯料直接接触，高温金属使型腔表面急剧升温，型腔表层产生压应力，这就要求模具材料具有高的热强性和热稳定性。同时在保压过程中，对零部件的淬火是在带有冷却水道的模具中完成的，这就要求模具快速带走型腔内的热量，因此，对热冲压模具钢的导热率要求较高。为了保证模具在服役过程中的尺寸精度，热冲压模具材料的热膨胀系数要足够小。冲压件在取出时，模具温度骤降，极易产生热疲劳，要求模具材料具有良好的高温疲劳抗力。在服役过程中，模具还遭受极大的冲击载荷，因此，模具还有具有优良的韧性。除此之外，模具在冲压过程中还会出现拉毛现象，这要求热冲压模具材料具有足够的硬度。

目前国内普遍采用4Cr5MoSiV1、4Cr5Mo2V类热压铸模具钢用作热冲压领域，由于导热率相对偏低，模具工作节拍较慢，使用寿命较低。

本发明与现有技术的对比分析：

通过输入本发明内容的关键词在中外专利进行检索发现，涉及到和本专利相关的热冲压模具钢及其制造方法的专利号为：

(1)专利申请号：201210081211.3，名称：一种热冲压模具钢及其制造方法，其各合金元素质量百分比：C 0.43～0.48％；Si 0.3～0.5％；Mn 0.5～0.8％；Cr2.3～2.7％；Mo1.9～2.4％；V 0.7～1.0％；P≤0.03％；S≤0.03％，其余为Fe和其它不可避免的杂质元素。

(2)专利申请号：201210169200.0，名称：一种超高热导率热冲压模具用钢及其制备方法，，其各合金元素质量百分比：C 0.15～0.35％；Si≤0.25％；Mn0.08～0.20％；W 1.0～2.0％；Mo 2.0～4.5％；Cr≤0.30％；V≤0.020％；其余为Fe及不可避免的杂质元素，杂质元素中O≤30ppm。