[发明专利]一种热锻模具钢及其制备方法、活塞锻造成型模具及其制备方法

说明书

本发明提供了一种热锻模具钢及其制备方法、活塞锻造成型模具及其制备方法。本发明提供的热锻模具钢化学成分按质量百分比计包括：C 0.35～0.41％、Si 0.40～0.60％、Mn 0.40～0.50％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr 4.90～5.10％、Mo 1.5～1.6％、V 0.35～0.40％和余量的Fe。本发明还提供了一种活塞锻造成型模具的制备方法，包括如下步骤：将所述热锻模具钢依次进行粗加工、预热处理、淬火、高温回火和精加工，得到模坯；将所述模坯进行表面强化处理，得到活塞锻造成型模具。实验结果表明，采用本发明提供的热锻模具钢制备的模具使用寿命达7000～10000件。

技术领域

本发明涉及锻造模具技术领域，尤其涉及一种热锻模具钢及其制备方法、活塞锻造成型模具及其制备方法。

背景技术

随着科技的发展，以机器人为代表的自动化技术逐渐成为锻造行业的发展趋势。其中，自动化锻造中应用比较广泛的锻造模具为热锻模具。

目前，H13模具钢由于具有高淬透性、高韧性以及优良的抗热裂能力等优势被广泛用于制备热锻模具。但针对结构复杂锻件如钢质活塞，其具有型腔深、拔模角小、壁厚较薄特点时，采用H13模具钢制备的活塞锻造模具使用寿命低，经常在锻打1000～2000件后模具就会出现开裂、磨损、塌陷以及顶杆变形等严重缺陷，致使模具报废，不能适应自动化锻造生产的需求。

因此，提供一种长使用寿命的热锻模具钢成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热锻模具钢及其制备方法、活塞锻造成型模具及其制备方法。本发明提供的热锻模具钢制备的活塞锻造成型模具具有很长的使用寿命。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种热锻模具钢，化学成分按质量百分比计包括：C 0.35～0.41％、Si 0.40～0.60％、Mn 0.40～0.50％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr 4.90～5.10％、Mo 1.5～1.6％、V 0.35～0.40％和余量的Fe。

优选地，化学成分按质量百分比计包括：C 0.36～0.40％、Si 0.45～0.55％、Mn0.42～0.48％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr4.95～5.05％、Mo 1.55～1.6％、V 0.36～0.39％和余量的Fe。

优选地，化学成分按质量百分比计包括：C 0.37～0.39％、Si 0.48～0.52％、Mn0.45～0.47％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr4.98～5.02％、Mo 1.58～1.6％、V 0.36～0.39％和余量的Fe。

本发明还提供了上述技术方案所述热锻模具钢的制备方法，包括以下步骤：

(1)将合金原料混合后冶炼，得到钢锭；

(2)将所述步骤(1)得到的钢锭进行热锻，得到锻态合金；

(3)将所述步骤(2)得到的锻态合金进行球化退火，得到热锻模具钢。

优选地，所述步骤(3)中球化退火包括将锻态合金加热后进行第一保温，再经第一冷却后进行第二保温，最后进行第二冷却。

优选地，所述第一保温的温度为850～870℃，所述第一保温的时间为15～25h。

优选地，所述第二保温的温度为740～760℃，所述第二保温的时间为15～20h。

本发明还提供了一种活塞锻造成型模具的制备方法，包括如下步骤：

1)将上述技术方案所述热锻模具钢或上述技术方案所述制备方法制备的热锻模具钢依次进行粗加工、预热处理、淬火、高温回火和精加工，得到模坯；