[发明专利]一种高韧性、高热稳定性ZW866压铸用热作模具钢及其制备方法

摘要

本发明涉及一种高韧性、高热稳定性ZW866压铸用热作模具钢，包含以下质量百分含量的化学成分：C 0.35‑0.45％，Si 0.80‑1.20％，Mn 0.30‑0.50％，Cr 4.80‑5.50％，Mo 1.30‑1.50％，V 0.80‑1.20，Nb 0.005‑0.08％，P≤0.015％，S≤0.003％，余量为Fe。材料命名为ZW866，通过添加微量的Nb元素，合理对微观结构进行设计，使得冲击韧性和热稳定性得到了大幅度提升。通过对具体制备方法的改进，优化了生产工艺，使得冲击韧性和热稳定性得到了提升。

主权项

1.一种高韧性、高热稳定性压铸用热作模具钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：A，电极坯料冶炼及浇注：按照热作模具钢组分质量百分比含量进行配料并进行杂质元素控制，采用高炉‑转炉‑精炼流程或电炉‑精炼流程进行冶炼，采用连铸或模铸方式进行铸造，得到所述热作模具钢的连铸电极坯或模铸电极坯；所述热作模具钢组分质量百分比含量计为：C 0.35‑0.45％，Si 0.80‑1.20％，Mn 0.30‑0.50％，Cr 4.80‑5.50％，Mo 1.30‑1.50％，V 0.80‑1.20，Nb 0.005‑0.08％，P≤0.015％，S≤0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质；所述杂质元素控制具体为：按质量百分比含量计，残余气体含量O≤12ppm，N≤80ppm，H≤1.0ppm，残余元素含量Pb≤0.003％，Sn≤0.010％，As≤0.010％，Sb≤0.005％，Bi≤0.005％，Ti≤0.005％，Als 0.015‑0.030％；B，电渣冶炼：采用保护气氛电渣炉，将步骤A得到的热作模具钢的连铸电极坯拼焊后或模铸电极坯在氩气保护下进行电渣重熔，恒熔速控制，获得所述热作模具钢的电渣锭；C，高温扩散：将电渣锭在1220～1280℃下进行第一次高温扩散，保温时间10～30h，出炉预变形后中间坯在1220～1280℃下进行第二次高温扩散，保温时间为10～25h，有效溶解及扩散大块高熔点一次碳化物；D，三维换向锻造：步骤C得到的中间坯在1200～1260℃保温2～5h，分别进行X、Y、Z三个方向的镦粗和拔长，最终沿Z向拔长至成品，其中X、Y为相互垂直的两个直径方向，Z为原始电渣锭轴向，开锻温度1050～1200℃，终锻温度800‑950℃；E，超细化处理热处理：将步骤D锻后的工件进行控冷操作，冷却至400～600℃，冷却速度为20～50℃/min，然后重新加热至1050～1150℃的固溶温度，保温5～20h，然后采用水空交替的控时冷却方式继续进行冷却，最终冷却至芯部300～500℃后出水空冷；F，周期球化退火：将步骤E得到的半成品在250～400℃装炉，并升温至830～880℃，保温8～25h，再随炉缓慢冷却至700～760℃，保温15～40h，重复该步骤，最后随炉缓冷至350～600℃出炉空冷至室温，得到所述高韧性、高热稳定性压铸用热作模具钢产品。