[发明专利]一种硼微合金化模具钢及其制备工艺

说明书

本发明涉及合金钢制造的领域，公开了一种硼微合金化模具钢及其制备工艺，解决了现有的硼微合金化模具钢在制备过程中由于出现高温回火脆化现象而导致模具钢硬度降低的技术问题，本发明的硼微合金化模具钢的合金化学成分中各主要合金元素的质量百分比为：C：0.20%，Si：0.20%，Mn：1.60%，Cr：1.50%，Ni：0.30%，Mo：0.35%，V：0.10%，P：0.010%，S：0.005%，B：0.01%，Fe为余量，其特征在于：模具钢的合金化学成分中还包括W,W和C的质量百分比为0.50%：0.20%，制备工艺包括电炉冶炼、高温扩散热处理、锻造热加工、锻后热处理、锯切和调质热处理这六个加工步骤。本发明具有提高模具钢的硬度的效果。

技术领域

本发明涉及合金钢制造的技术领域，特别是涉及一种硼微合金化模具钢及其制备工艺。

背景技术

随着我国制造业的迅速发展，对模具的用量越来越大，对模具材料的性能要求也越来越高，尤其是高抛光性能和机加工性能。在汽车制造业、家电、电子通信等的生产均用到模具。

公开号为CN106086691A的中国专利公开了一种一种硼微合金化模具钢及其制造工艺，属合金钢制造工艺技术领域。该模具钢的合金化学成分中各主要合金元素的质量百分比为：C：0.20%，Si：0.20%，Mn：1.60%，Cr：1.50%，Ni：0.30%，Mo：0.35%，V：0.10%，P：0.010%，S：0.005%，B：0.01%，Fe为余量。本发明钢的制备过程如下：电炉冶炼、高温扩散热处理、锻造热加工，锻后热处理、锯切、调质热处理；其中，在锻后热处理加工步骤中，将经过锻后热处理的钢锭进进行锻后空冷或风冷，然后装退火炉回火处理，加热温度550～650℃，保温30～40小时，炉冷至150℃以下出炉。

但是钢锭在高温回火处理时容易出现第二类回火脆性现象，使得模具钢的硬度和韧性降低，导致模具钢的整体质量下降。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种硼微合金化模具钢及其制备工艺，降低了模具钢发生高温回火脆化的倾向，提高了模具钢的硬度，从而提高了模具钢的产品质量。

本发明的上述技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种硼微合金化模具钢，模具钢的合金化学成分中各主要合金元素的质量百分比为：C：0.20%，Si：0.20%，Mn：1.60%，Cr：1.50%，Ni：0.30%，Mo：0.35%，V：0.10%，P：0.010%，S：0.005%，B：0.01%，Fe为余量，模具钢的合金化学成分中还包括W,W和C的质量百分比为0.50%：0.20%。

通过上述技术方案，钨的硬度高，熔点高，化学性质也比较稳定，也具有塑性转变成脆性所需稳定转变温度较高的特点，从而有利于降低模具钢在高温回火的过程中发生高温回火脆性的可能，有利于提高模具钢的硬度，从而有利于提高模具钢产品的生产质量。

本发明的上述技术目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种硼微合金化模具钢的制备工艺，包括以下加工步骤：

电炉冶炼：按上述的合金元素配比在电弧炉中进行冶炼，然后炉外精炼和真空脱气，浇铸成钢锭后热送锻造加热炉；

高温扩散热处理：加热温度为1180～1250℃，到温均温后保温时间为10～20h；

锻造热加工：将经过高温扩散热处理的钢锭降温至900～1200℃温度范围内进行多向锻造加工，采用两镦两拔锻造方式，锻造压缩比≥3，总锻比≥5，终锻温度≥850℃；

锻后热处理：锻后空冷或风冷，然后装退火炉回火处理，加热温度550～650℃，保温30～40小时，炉冷至150℃以下出炉；

锯切：探伤并锯切两头，切除锻件两端缺陷，并检查锻件表面质量，通过锻件清理装置对锻件表面的杂质进行清理，为后道调质热处理做准备；