[发明专利]一种高耐磨刃模具材料及其热处理工艺

说明书

本发明公开了一种高耐磨刃模具材料及其热处理工艺，属于模具材料技术领域。本发明的高耐磨刃模具材料各组分质量百分比为：C 0.45～0.55％，Si 0.9～1.2％，Mn 0.3～0.6％，Cr 4.9～5.5％，V 1.3～1.6％，Mo 1.3～1.6％，P≤0.03％，S≤0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质；通过如下热处理工艺处理：一、预备热处理：将锻造后的刃模具材料加热至830～870℃，保温2～3小时后，空冷至室温；二、淬火处理：将步骤一处理后的刃模具材料加热到820～840℃，保温5～7小时后，放入淬火介质中进行冷却至室温；三、回火处理：将步骤二处理后的刃模具材料进行回火处理。本发明通过对刃模具材料成分及热处理工艺的改进，大大提高了刃模具材料的耐磨性及综合力学性能。

技术领域

本发明属于模具材料技术领域，更具体地说，涉及一种高耐磨刃模具材料及其热处理工艺。

背景技术

模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种，模具钢大致可分为：冷轧模具钢、热轧模具钢和塑料模具钢三类，用于锻造、冲压、切型、压铸等。由于各种模具用途不同，工作条件复杂，因此对模具用钢，按其所制造模具的工作条件，应具有高的硬度、强度、耐磨性，足够的韧性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。由于用途不同，工作条件复杂，因此对模具用钢的性能要求也不同。

H13模具钢是热作模具钢，用于制造冲击载荷大的锻模，热挤压模，精锻模，铝、铜及其合金压铸模，是刃模具常用材料。H13模具钢中的合金元素含量达到8％左右，大量的合金元素的添加使共析点左移，H13模具钢属于过共析钢，碳及合金元素的严重偏析，尤其是铬、钒元素的作用，使其在凝固过程中出现不平衡的亚稳定共晶碳化物；H13模具钢的热处理工艺也存在诸多缺陷导致最终的H13模具钢硬度、耐磨性很难达到现有生产强度的需求。

经检索，中国专利公开号：CN106544583A，公开日：2017年3月29日，公开了一种超耐磨H13模具钢，它的化学元素重量组份为：C：0.46-0.49份；Si：0.81-0.92份；Mn：0.32-0.46份；P：0.008-0.011份；S：0.001-0.003份；Cr：4.366.25份；Ni：0.04-0.23份；Cu：0.01-0.1份；Mo：1.01-1.36份；V：0.08-1.27份，余量为Fe。该申请案虽然通过对H13模具钢成分的改进使其强度、耐磨性能有了一定改进，但是Cu元素的添加会使得H13钢出现热脆性，热锻轧加工困难，且Ni元素的增加使得H13钢易出现回火脆性易出现白点，Ni的价格高，还增加了H13模具钢的生产成本。

经检索，中国专利公开号：CN106148656A，公开日：2016年11月23日，公开了一种H13模具钢的热处理工艺，包括以下步骤：(1)将锻造后的H13模具钢空冷至480～500℃，然后装入加热炉；(2)第一阶段热处理；(3)第二阶段热处理；(4)淬火冷却；(5)回火处理，即完成热处理过程。与现有技术相比，本发明提供的H13模具钢的热处理工艺，将锻造后的H13模具钢空冷至480～500℃，该申请案的热处理工艺使得H13模具钢热处理硬度的均匀性有所提高，但是其淬火阶段采用盐浴淬火，污染重且存在安全隐患，回火阶段温度选取大大降低了H13模具钢的硬度等综合性能。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有刃模具材料H13模具钢硬度、耐磨性等综合性能不高的问题，本发明提供一种高耐磨刃模具材料及其热处理工艺，通过对刃模具材料成分及热处理工艺的改进，大大提高了刃模具材料的耐磨性及综合力学性能。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种高耐磨刃模具材料，各组分质量百分比为：C 0.45～0.55％，Si 0.9～1.2％，Mn 0.3～0.6％，Cr 4.9～5.5％，V 1.3～1.6％，Mo 1.3～1.6％，P≤0.03％，S≤0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质。