[发明专利]一种模芯用含V塑料模具钢ZW616及其制备方法

摘要

本发明涉及含V模芯用塑料模具钢ZW616及制备工艺。提升Mo含量，添加V、Ni元素，按质量百分比含量计为：C：0.2～0.40％，Si：0.2～0.8％，Mn：1.0～1.6％，Cr：1.4～2.1％，Mo：0.2～0.5％，V：0.05～0.12％，P≤0.010％，S≤0.010％，Ni：0.2～0.4％，Cu≤0.25％，O≤20ppm，N：60～100ppm，H≤1.5ppm，余量为Fe。采用数值模拟温度技术，锻造高温扩散工艺，拔长重压工艺，热处理晶粒细化工艺，调质采用水空交替，二次回火工艺。通过上述成分和方法改进实现产品规格拓大，晶粒细化，成本经济，硬度均匀性提升，使用性能优化。

主权项

1.一种模芯用含V塑料模具钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)锻造前准备：按模芯用含V塑料模具钢组分含量通过高炉‑转炉‑LF炉‑VD炉流程冶炼后模铸成钢锭，并将其中杂质含量按：Pb≤0.010，Sn≤0.010，As≤0.010，Sb≤0.010，Bi≤0.010，Cu≤0.25的要求进行控制；锻造前将钢锭以80‑100℃/h速率升温至300‑600℃进行保温，保温时间按0.1～0.3min/mm计算，然后以69～90℃/h速率升温至700‑900℃进行保温，保温时间按0.3～0.5min/mm计算，然后以90～110℃/h速率升温至1200‑1250℃进行保温，保温时间按0.7～0.9min/mm计算；保温结束后出炉压钳把，并一鐓一拔制成中间坯，中间坯入炉进行高温扩散均质化，保温温度为1250±5℃，保温时间按2‑4min/mm计算；所述模芯用含V塑料模具钢组分含量按质量百分比含量计为：C：0.2～0.40％，Si：0.2～0.8％，Mn：1.0～1.6％，Cr：1.4～2.1％，Mo：0.2～0.5％，V：0.05～0.12％，P≤0.010％，S≤0.010％，Ni：0.2～0.4％，Cu≤0.25％，O≤20ppm，N：60～100ppm，H≤1.5ppm，余量为Fe和不可避免的杂质；(2)锻造：步骤(1)得到的中间坯保温结束后出炉进行鐓拔工艺，总锻造比≥6，拔长过程中采用道次重压工艺：即每道次压下量20～30％，锻造过程中开锻温度≥1100℃，终锻温度≥850℃；(3)锻后空冷：将步骤(2)锻造所得的钢模块放置于空冷区，空冷至400～600℃，空冷过程中保持每个钢模块之间摆放间距＞1.5m；(4)晶粒细化处理：将步骤(3)中空冷完毕的钢模块装入400～550℃的热处理炉中，保温3～6h，然后以58～62℃/h速率升温至650±5℃，保温时间按0.38～0.42min/mm计算，然后以78～82℃/h的速率升温至890‑900℃，保温时间为1.3～1.6min/mm，保温结束后出炉风冷至350～400℃，将模块装入400～550℃待料炉中，保温3～6h，以58～62℃/h速率升温至730～750℃，保温2.8～3.3min/mm，将模块出炉空冷至350～400℃；(5)扩氢：将步骤(4)得到的钢模块转入350±2℃的热处理炉，以58～62℃/h的速率升温至620～660℃，保温为7～9min/mm；(6)调质：调质加热：将步骤(5)中模块以50～60℃/h的升温速率升温至870～910℃进行保温，保温时间为1.3～1.6min/mm，保温结束后出炉采用水空交替方式进行冷却，具体为：空冷至700～760℃后入水，冷却至芯部648～652℃后出水，空冷118～122s后入水，冷至芯部448～452℃出水，空冷118～122s后入水，水冷至芯部348～352℃出水，空冷88～92s后入水，水冷至芯部198～202℃出水，出水后立即装炉进行一次回火；(7)一次回火：步骤(6)得到钢模块装入回火炉，在200～300℃的温度下保温15～20h，然后以40±2℃/h的速率升温至550～600℃后进行保温，保温时间为2.8～3.2min/mm，保温结束后出炉空冷至室温；(8)二次回火：步骤(7)得到的钢模块在室温的条件下入炉，然后以38～42℃/h的速率升温至540～590℃后进行保温，保温时间为2.8～3.2min/mm，保温结束后出炉空冷至室温，得到模芯用含V塑料模具钢；所述模芯用含V塑料模具钢的微观结构中，淬火组织表层50～70mm为马氏体组织，厚度1/4处和芯部为贝氏体组织，经高温回火后为回火索氏体组织，晶粒度达7～9级。