[发明专利]一种焊接性能优良的模具钢材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种焊接性能优良的模具钢材料及其制备方法，所述模具钢材料含有下述重量百分比含量的成分：C：0.30～0.42%，Si：0.16～0.26%，Mn：0.45～0.55%，P：≤0.01%，S：≤0.01%，Cu：0.02～0.3%，Ca：0.008～0.015%，Mg：0.008～0.015%，V：0.051～0.068%，Mo：2.2～2.6%，[N]≤40ppm，[H]≤3ppm，余量为Fe；制备方法包括：（1）钢材以40～50℃/h的升温速率升温至960～1040℃，保温2～8h，使钢材充分奥氏体化；（2）将钢材冷却至220～280℃，得到马氏体结构；（3）再将钢加热至Ac1‑80℃至Ac1‑20℃，保温4～6小时；（4）将钢材再加热至960～1040℃，回火，于550～650℃下至少进行2次回火，空冷即得；本发明模具钢材料具有优良的焊接性能。

技术领域

本发明涉及工模具钢材料技术领域，特别是一种焊接性能优良的模具钢材料及其制备方法。

背景技术

H13属于热作模具钢，是在碳工钢的基础上加入合金元素而形成的钢种，牌号4Cr5MoSiV1。在中温(600°)下的综合性能好，淬透性高(在空气中即能淬硬)，热处理变形率较低，其性能及使用寿命高于3Cr2W8V。可用于模锻锤锻模、铝合金压铸模、热挤压模具、高速精锻模具及锻造压力机模具等。

但是在某些应用场景下，要求钢材具有更好的焊接性能和机械加工性能，这就需要针对模具钢作出相应的调整，以适应工况需求。因此，研发一种焊接性能优良模具钢材料及其制备方法，解决上述问题，成为目前行业内亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是针对目前某些应用场景下要求钢材具有更好的焊接性能和机械加工性能，而现有钢材性能还达不到上述要求的问题，提供一种焊接性能优良的模具钢材料及其制备方法。

本发明的一种焊接性能优良的模具钢材料，所述模具钢材料含有下述重量百分比的成分：C：0.30～0.42%，Si：0.16～0.26%，Mn：0.45～0.55%，P：≤0.01%，S：≤0.01%，Cu：0.02～0.3%，Ca：0.008～0.015%，Mg：0.008～0.015%，V：0.051～0.068%，Mo：2.2～2.6%，[N]≤40ppm，[H]≤3ppm，余量为Fe。

优选地，本发明的一种焊接性能优良的模具钢材料，所述模具钢材料含有下述重量百分比的成分：C：0.36%，Si：0.22%，Mn：0.50%，P：≤0.01%，S：≤0.01%，Cu：0.18%，Ca：0.012%，Mg：0.011%，V：0.060%，Mo：2.4%，[N]≤40ppm，[H]≤3ppm，余量为Fe。

本发明的一种焊接性能优良的模具钢材料的制备方法，包括下述步骤：

（1）钢材以40～50℃/h的升温速率升温至960～1040℃，保温2～8h，使钢材充分奥氏体化；

（2）将钢材冷却至220～280℃，得到马氏体结构；

（3）再将钢加热至Ac1-80℃至Ac1-20℃，保温4～6小时；

（4）将钢材再加热至960～1040℃，回火，于550～650℃下至少进行2次回火，空冷即得。

本发明的耐高温人工水晶成型模具钢材料，具有如下特性：

1.有害元素极低：本发明钢种的N≤40PPM，H≤3PPm，保证了钢材的各种性能；

2.通过添加适量Ca、Mg,并调整其他合金成分的含量，促使钢材料产生良好的焊接性能；

3.机械性能等向性良好：本发明钢材料在具备良好的耐磨性和优良的机械加工性能的基础上，保留了原模具钢材料的良好的综合机械性能，且材料均匀性高。