[发明专利]一种专用热冲压模具钢HS7及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型专用热冲压模具钢HS7，涉及模具钢成份配方和制造技术领域。专用热冲压模具钢化学成份的重量百分含量为：C 0.41‑0.45％；Si0.45‑0.55％；Mn0.35‑0.45％；Cr6.4‑6.80％；Mo1.20‑1.40％；V0.75‑0.85％；P≤0.015％；S≤0.003％；其余为Fe和不可避免的杂质及残余微量元素。本发明模具钢采用独特优化的合金元素配比、经过精细化冶炼和多向锻打，并结合高温均质化和超细化处理等工艺，不仅大大提升了材料的组织等级和纯净度，而且明显提升了热冲压模具钢的各项关键指标，包括耐磨性和抗高温磨损性、抗热疲劳开裂性、抗塑性变形等，因此能明显提高热冲压模具的质量和寿命而获得更佳的经济效益。

技术领域

本发明涉及一种模具材料、具体为专用热冲压模具钢，主要用于汽车、工具等领域的中高档热冲压模具，涉及模具钢制造技术领域。

背景技术

模具工业是产品之母，是产品制造中最重要的基础装备工业，主要种类有塑料模、冲压模、铸造模、锻模、挤压模、玻璃模、拉丝模、橡胶模等，其中冲压模具又可分为冷冲压模和热冲压模等。模具材料是模具本体母材，是确保模具性能和品质的基本关键因素，模具钢根据用途及使用条件，可以分为塑料模具钢、热作模具钢、冷作模具钢及高速钢等，热作钢根据具体用途又可压铸及铸造模具钢、热锻模具钢、热挤压模具钢、热冲压模具钢等。

中国的模具工业经过30多年的转型升级和创新发展，已成就了世界模具制造大国和贸易大国、并不断加速向世界模具强国的转变。伴随着模具工业的发展，国产模具钢在专业厂家数量、钢材品种、质量等级及稳定性、营销体系建立等方面均取得了长足的提升和进步。但是，国产模具钢现阶段的问题和不足也是显而易见的，主要表现为质量稳定性与进口模具钢还有一定差距、创新开发及市场应用不足、品种不够齐全并缺乏特定模具专用模具钢、系统推广和品牌建设力度不足、在高端及中高端市场占有率明显偏低、进口量明显大于出口量等等。

热冲压成形技术，是将硼钢钢板(初始强度为500～700MPa)加热至奥氏体化状态，快速转移到模具中高速冲压成形，在保证一定压力的情况下，制件在模具本体中以大于27℃/s的冷却速度进行淬火处理，保压淬火一段时间，以获得具有均匀马氏体组织的超高强钢零件的成形方式。热冲压成形的优点：热冲压零件具备超高强度，减轻材料重量从而有效减轻车身重量，提高车身安全性和舒适性；同时改善冲压成形性，提高零件尺寸精度，提高表面硬度、抗凹性和耐腐蚀性；另外还降低成型压力机机吨位等等。

近几年汽车热冲压零件伴随着汽车轻量化要求的日益提高而迅猛增长，从而带动了热冲压模具的快速发展。但是作为热冲压模具制造的最重要原材料，热冲压模具钢却存在市场供应品种较为单一、缺乏专用材料、进口材料占主导地位但价格昂贵、国产热冲压模具材料虽有一定研制但市场化进展缓慢等诸多问题和矛盾。

作为一种生产应用已超过50年的热作模具钢(国内生产应用也已有近30年)，H13具备一定的高温强度、韧性、耐磨性，成本较低，因而成为热锻、热冲压、热挤压等热作模具较多采用的钢种。但因其合金成份配比不够优化、冶炼不精细、纯净度较低、未经过组织细微化处理等因素，使得材料在硬度和耐磨性、高温强度、韧性、抗热疲劳性等方面的性能均存在明显不足，从而导致热冲压模具抗高温耐磨性、热裂纹性能、抗塑性变形、抗整体开裂等性能总体欠佳，模具最终寿命很短且而且极不稳定，已越来越不能满足产品批量较大、形状较复杂、表面质量要求较高的热冲压模具之要求。因此需要对现有模具钢进行创新性改良和发展应用。

发明内容

本发明的目的在于改良用于制作热冲压模具的常规材料H13，提供一种各主要性能指标均明显改善的新型专用热冲压模具钢。

为实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：通过在H13基础上对合金成份重新优化配比，并采用高精细冶炼、高温均质化、大锻比多向锻造工艺和组织细微化处理之生产工艺来获得全新的热冲压模具钢HS7。