專(zhuān)利名稱(chēng)：一種奧氏體熱作模具鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼種及其制備方法，尤其涉及一種在高溫服役工作狀態(tài)下的熱作模具鋼及其制備方法。
背景技術(shù)：
熱作模具鋼是用于制造加熱到再結(jié)晶溫度以上的金屬或液態(tài)金屬成型的模具用鋼。該類(lèi)模具主要用于制造錘鍛模、壓力機(jī)鍛模、熱擠壓模和壓鑄模，在工作中既受到較大沖擊載荷的作用，又受到急冷急熱或高溫的作用，從而使模具的工作條件復(fù)雜化、惡劣化。模具在工作時(shí)與熱金屬接觸，模腔表面會(huì)受熱升溫至300 400°C (熱鍛模)、500 SOO0C (熱擠壓模)。因此熱作模具鋼應(yīng)具有足夠的高溫強(qiáng)度和硬度。
目前，國(guó)內(nèi)外模具材料市場(chǎng)上應(yīng)用最廣泛的熱作模具鋼是馬氏體鋼，如3Cr2W8V (成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C O. 30 O. 40%，Si ^ O. 40 %, Mn ^ O. 40 %, Cr2. 20 2. 70%,W7. 50 9. 00, V0. 20 O. 50%，P < O. 030%，S < O. 030% )，其熱處理工藝為淬回火型，其淬回火組織為回火馬氏體+基體上分布的彌散的碳化物強(qiáng)化相，當(dāng)溫度達(dá)到700°C時(shí)，這種馬氏體鋼都會(huì)不可避免地發(fā)生回復(fù)軟化，回火馬氏體基體分解，碳化物聚集長(zhǎng)大，基體軟化，從而導(dǎo)致材料失效。傳統(tǒng)的熱作模具鋼3Cr2W8V鋼采用電爐煉鋼、鍛造成材、調(diào)質(zhì)熱處理(淬火+回火)的工藝，熱處理工藝采用1050-1070°C淬火+550-570°C回火的工藝參數(shù)，其關(guān)鍵的熱強(qiáng)性指標(biāo)為700°C持續(xù)保溫2. 5h后的洛氏硬度為HRC30 ;700°C持續(xù)保溫5. Oh后的洛氏硬度為HRC25。該熱作模具鋼在高溫下的持續(xù)服役會(huì)導(dǎo)致回火馬氏體組織的分解和細(xì)小碳化物的聚集長(zhǎng)大，從而導(dǎo)致材料晶界結(jié)合力的松懈，進(jìn)而引起材料的最終失效，其結(jié)果是用該馬氏體模具鋼制造的熱作模具在700°C的溫度下使用時(shí)，使用壽命較短。為解決馬氏體熱作模具鋼在700°C溫度條件下性能的高溫強(qiáng)度和硬度不足問(wèn)題，我們開(kāi)發(fā)了一種奧氏體熱作模具鋼，其主要機(jī)理在于該類(lèi)鋼不論在常溫或是高溫工作條件下，基體始終保持奧氏體狀態(tài)，可避免產(chǎn)生馬氏體鋼的回復(fù)軟化問(wèn)題。公開(kāi)號(hào)為CN1924069，
公開(kāi)日為2007年3月7日，名稱(chēng)為“高熱強(qiáng)性熱作模具鋼材料”的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種高熱強(qiáng)性熱作模具鋼。公開(kāi)號(hào)為US 2010193089,
公開(kāi)日為2010年8月5日的美國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)也公開(kāi)了一種熱作模具鋼。上述兩種熱作模具鋼的成分列于表I。表I.
權(quán)利要求
1.一種奧氏體熱作模具鋼，其特征在于，其各化學(xué)元素質(zhì)量百分配比為 C 0.63 0.70%, Si 1.20 1.40%, Mn 12.5—15.0%, Cr 6.5-7.0%, Mo 1.0-3.0%, V 1.0-2.0%, 余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求I所述的奧氏體熱作模具鋼的制備方法，其特征在于，包括下列步驟 (1)將原料熔煉后澆鑄成鋼錠，然后經(jīng)過(guò)電渣重熔后再次凝固成鋼錠； (2)加熱將上述再次凝固成的鋼錠加熱至1210 1250°C后保溫2 4小時(shí)； (3)鍛造始鍛溫度為1080 1130°C，終鍛溫度彡9000C； (4)固溶熱處理溫度控制在1050°C 1220°C； (5)時(shí)效處理溫度控制在650°C 780°C。
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中將所述鋼錠從500°C 600°C加熱至1210 1250°C，升溫速度為80°C /h 100°C /h。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種奧氏體熱作模具鋼，其各化學(xué)元素的質(zhì)量百分配比為C0.63～0.70％，Si1.20～1.40％，Mn12.5～15.0％，Cr6.5～7.0％，Mo1.0～3.0％，V1.0～2.0％，余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)。相應(yīng)地，本發(fā)明還公開(kāi)了該奧氏體熱作模具鋼的制備方法。本發(fā)明所述的奧氏體熱作模具鋼較之傳統(tǒng)的馬氏體熱作模具鋼具有很好的高熱強(qiáng)性。
文檔編號(hào)C21D8/00GK102876996SQ201110197529
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者續(xù)維, 王慶亮, 吳曉春, 江浩 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司