[发明专利]一种抗氧化热作模具钢及其制备方法

说明书

本发明提供一种抗氧化热作模具钢及其制备方法，其特征在于：以质量比计，含有0.15～0.30％的C，10～13％的Cr，1.0～2.5％的Ni，1.5～3.0％的Mo，0.5～1.5％的Co，0.8％以下的Si，0.8％以下的Mn，作为其他元素可加入1％以下的W、0.9％以下的V和0.3％以下的Nb，其余为Fe，以及钢中难以避免的微量杂质。本发明钢600℃以上高温强度优于H13钢和3Cr2W8V钢，具有良好的抗热疲劳性能，耐腐蚀和抗氧化性能显著优于H13等现用热作模具钢。

技术领域

本发明涉及一种合金钢，特别涉及一种抗氧化热作模具钢及其制备方法，属金属材料领域。

背景技术

模具是工业生产的基础工艺设备，在机械、国防、冶金、轻工、电子等工业部门中，相当部分的零部件都是依靠模具成形。模具在制造业中保证了高产品、高效率的生产和降低了生产成本。模具工业在国民经济中占有重要地位。模具技术己成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志，模具应用领域的不断扩展对模具提出更多和更高的要求。按模具的服役条件，可以将模具钢分为四大类，包括冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢以及塑胶模具钢。这其中热作模具是指，用来将加热的金属或液体金属制成所需产品的工装，如热锻模具、热墩模具、热挤压模具、压铸模具和高速成型模具等，而所采用的各种模具用钢统称为热作模具钢。

热作模具钢在高温复杂环境下工作，承受很大的冲击力，模腔和高温金属接触后，局部温度达到500-800℃，还经受着反复的加热和冷却，要求具有高的高温强度和抗氧化、抗热疲劳性能。目前，常用的热作模具钢材料有3Cr2W8V和4Cr5MoSiV1(H13钢)等。用这些模具钢材料制造热锻模、压铸模和热挤压模时，由于高温强度低，抗氧化和抗热疲劳性能差，在使用过程中产生氧化和变形，在型腔的内表面出现热疲劳裂纹(龟裂)，不仅降低模具的使用寿命，而且还降低成型件的表面质量。

本发明提供一种抗氧化热作模具钢，其600℃以上高温强度优于H13钢和3Cr2W8V钢，具有良好的抗热疲劳性能，耐腐蚀和抗氧化性能显著优于H13等现用热作模具钢。

发明内容

本发明提供一种抗氧化热作模具钢，其600℃以上高温强度优于H13钢和3Cr2W8V钢，具有良好的抗热疲劳性能，耐腐蚀和抗氧化性能显著优于H13等现用热作模具钢。

一种抗氧化热作模具钢，其特征在于：

以质量比计，0.15～0.30％的C，10～13％的Cr，1.0～2.5％的Ni，1.5～3.0％的Mo，0.5～1.5％的Co，0.8％以下的Si，0.8％以下的Mn，其余为Fe，以及钢中难以避免的微量杂质。

进一步地，以质量比计，还含有1％以下的W。

进一步地，以质量比计，还含有0.9％以下的V。

进一步地，以质量比计，还含有0.3％以下的Nb。

一种如上所述的抗氧化热作模具钢的制备方法，其特征在于：采用真空感应熔炼+电渣进行冶炼，或采用电炉+AOD/VD+电渣重熔方法；冶炼坯在1150～1250℃进行均质化处理，然后再进行热加工，始锻/轧温度1050～1150℃，终止温度800℃；热加工获得的坯料，再进行退火或正火+回火处理，然后进行调质处理。

进一步地，所述退火处理温度为850～900℃。

进一步地，所述正火+回火温度为：正火温度1050～1150℃，回火温度680～750℃。

进一步地，所述调质处理，是指淬火和回火热处理的综合热处理工艺；淬火热处理温度为1000～1150℃，淬火采用油冷或水冷的方式；淬火后将坯料加热至580～640℃进行回火热处理。

下面对本发明钢各构成元素作用及含量范围的选择作进一步说明，在以下的说明中，元素的添加量以质量比(％)表示。