[发明专利]1500MPa热冲压零件冷切边冲孔刀具用模具钢及其制备方法

说明书

1500MPa热冲压零件冷切边冲孔刀具用模具钢及其制备方法，所述模具钢的化学成分重量百分比为；C：0.65‑0.75％，Si：0.40‑0.60％，Mn：0.20‑0.40％，Cr：4.50‑5.80％，Mo：1.70‑1.90％，V：0.55‑0.65％，P≤0.015％，S≤0.010％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。本发明所述模具钢经感应熔炼→电渣重溶→锻造→退火→淬回火热处理后，具有具备优良的抗崩刃抗开裂的性能，高硬度高耐磨保证了材料在冲裁过程中不容易发生磨损而拉毛；合理热处理工艺后具备良好的尺寸稳定性，不会因为热处理导致工具发生尺寸超差。

技术领域

本发明属于冷冲裁材料制造工艺领域，特别涉及1500MPa热冲压零件冷切边冲孔刀具用模具钢及其制备方法。

背景技术

汽车高强度板的强度不断提高，目前已经能够批量生产抗拉强度为1500MPa的汽车板，而这也对加工超高强度汽车板的模具提出了更高的要求。为了降低超高强度钢板加工时的成形难度，通过组织转变获得超高强度的零件，更好的控制零件回弹，通常采用热冲压工艺对钢板进行加工。冲压成型之后，往往会存在飞边，并且局部需要进行冲孔，因此需要再对热冲压零部件进行切边与冲孔。

工业实际生产中，为了减少零部件在高温的保温时间，提高生产效率，降低能耗与成本，通常会在钢板热冲压结束之后，冷却至冷态进行切边以及冲孔等冲裁工序；并且冷冲裁也可以避免零部件在高温下发生表面氧化，影响表面质量。冷态加工对模具的硬度、耐磨性以及尺寸稳定性提出了很高的要求。冷冲裁常见的失效形式是磨损以及塑性变形。冷态工作时高应力、强摩擦是导致材料失效的主要原因。

目前国内最常用的冷作模具钢是Cr12MoV，具有高的硬度以及耐磨性能，但是该材料由于存在较多较大的共晶碳化物，韧性较差，长期服役容易出现崩刃、断裂和塌陷等现象，因此Cr12MoV不能满足超高强度钢板的生产要求。

中国专利号CN201610055146.5公开了一种高韧性耐磨冷作模具钢的化学成分，主要化学成分质量百分比：C：0.70-0.90％，V：1.2-3.6％，Si：0-1.5％，Ti：0.05-0.2％，Mn：0.15-0.55％，Cr：0.5-2.0％，Mo：0.25-1.2％，Ni：0.05-0.2％，Ce：0.01-0.05％，Sr：0.01-0.03％，P≤0.03％，S≤0.025％。这种冷作钢的V含量较高，并且加入了稀土元素，这对于冶金工艺提出了较高的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种1500MPa热冲压零件冷切边冲孔刀具用模具钢材料及其制备方法，该材料具有高硬度、高耐磨以及良好的尺寸稳定性以及抗崩刃性能，更好地适应冷冲裁工况；在回火硬度61-62HRC情况下，冲击韧性在60-80J。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种1500MPa热冲压零件冷切边冲孔刀具用模具钢材料，其成分重量百分比为：C：0.65-0.75％，Si：0.40-0.60％，Mn：0.20-0.40％，Cr：4.50-5.80％，Mo：1.70-1.90％，V：0.55-0.65％，P≤0.015％，S≤0.010％，其余为Fe和不可避免的杂质，且需要同时满足：Cr含量与C含量比例为6.7:1～7.3:1。

本发明所述模具钢的显微组织为粒状珠光体+球状碳化物，球状碳化物细小且弥散均匀分布且，所述模具钢的共晶碳化物不均匀度为3-4级。

本发明的成分设计中：