專利名稱：冷作模具用鋼及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種模具用鋼，具體設(shè)計(jì)一種冷作模具用鋼及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
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冷作模具鋼在工作時(shí).由于被加工材料的變形抗力比較大，模具的工作部分承受很大的壓力、彎曲力、沖擊力及摩擦力。因此，冷作模具的正常報(bào)廢原因一般是磨損.也有因斷裂、崩力和變形超差而提前失效的。冷作模具鋼要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗彎強(qiáng)度和足夠的韌性，以保證沖壓過程的順利進(jìn)行，并且由于模具形狀及加工藝復(fù)雜，而且摩擦面積大，磨損可能性大，所以修磨起來困難。因此要求具有更高的耐磨化模具工作時(shí)承受沖壓力大.又由于形狀復(fù)雜易于產(chǎn)生應(yīng)力集中，所以要求具有較高的韌性；模具尺寸大、形狀復(fù)雜.所以要求較高的淬透性、較小的變形及開裂傾向性。同時(shí)由于模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求鋼具有較好的加工切削性能，而較好的加工切削性能與較好的耐磨耐沖擊性能是相對(duì)矛盾的參數(shù)，因此冷作模具用鋼的配比、生產(chǎn)工藝相對(duì)較為復(fù)雜。發(fā)明內(nèi)容:
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在的問題提供一種冷作模具用鋼及其生產(chǎn)方法，這種鋼具有高的硬度、強(qiáng)度、耐磨性、足夠的韌性，以及高的淬透性、淬硬性和以及具有良好的耐切削性能，適應(yīng)于冷作模具的需要。上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):冷作模具用鋼，按質(zhì)量百分含量包括1.8%-2.2%的C、0.9—1.35%的Μη、0.12%—0.30%的 S、不大于 0.04% 的 S1、不大于 0.02% 的 P、0.22% 0.30% 的 Pb、0.05% 0.08% 的Bi,0.17 0.45% 的 W、0.19%—3.00% 的 Mo,0.05% 0.2% 的 Al, 0.16%—0.80% 的 Ti, 8.2—12.0%的Cr，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。冷作模具用鋼，按質(zhì)量百分含量包括2.0%-2.2%的C、0.9—1.25%的Μη、0.15%—
0.25% 的 S、不大于 0.04% 的 S1、不大于 0.02% 的 P、0.20% 0.30% 的 Pb、0.06% 0.08% 的 Bi,0.20 0.40% 的 W、1.00%—2.55% 的 Mo,0.15% 0.2% 的 Al,8.8—11.6% 的 Cr,
余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。冷作模具用鋼，按質(zhì)量百分含量包括2.2%的C、0.85%的Μη、0.25%的S、不大于
0.04% 的 S1、不大于 0.02% 的 P、0.25% 的 Pb,0.07% 的 Bi,0.15% 的 W、1.25% 的 Mo,0.15%
的Al，10.5%的Cr，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。一種冷作模具用鋼的生產(chǎn)方法，該方法包括:按照上述配比將原料依次進(jìn)行鐵水預(yù)脫硫，轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，底吹A(chǔ)r攪拌，所述的底吹A(chǔ)r攪拌時(shí)間不少于12分鐘，然后經(jīng)過RH爐進(jìn)行成分微調(diào)得到上述配比后進(jìn)行真空循環(huán)脫氣處理，保證RH純脫氣時(shí)間不少于6分鐘，再采用全程吹A(chǔ)r保護(hù)澆鑄，澆鑄成鋼錠，按照模具的要求進(jìn)行切削、磨削、拋光、然后在進(jìn)行熱處理，熱處理初始溫度為950°C 980°C，時(shí)間1-2小時(shí)，熱處理結(jié)束溫度為1100°C 1150°C，回火溫度為860°C 880°C，回火時(shí)間2小時(shí)，淬火溫度550°C 650°C。有益效果:1.經(jīng)過本發(fā)明人多次的實(shí)驗(yàn)研究表明:本發(fā)明中采用1.8%-2.2%的C，使得本發(fā)明的冷作模具用鋼具有具有較好的淬透性和良好的耐磨性；
本發(fā)明含有0.9—1.35%的Mn，使得切削容易碎斷，并有利于提高加工表面的質(zhì)量；
0.10%—0.30%的S改善鋼的切削加工性能，人為將含硫量提高，以形成硫化物，起中斷基體連續(xù)性的作用；
S1、強(qiáng)化鐵素體，提高鋼的強(qiáng)度和硬度，降低鋼的臨界冷卻速度，提高鋼的淬透性，提高鋼的氧化性腐蝕介質(zhì)中的耐蝕性，提高鋼的耐熱性；
本發(fā)明采用0.22% 0.30%的Pb，鉛在鋼中呈細(xì)小金屬顆粒形態(tài)，均勻分布或附著于硫化物的周圍。由于鉛的熔點(diǎn)較低，切削時(shí)融熔滲出起潤(rùn)滑作用，降低摩擦，提高切削性，但并不影響常溫力學(xué)性能；
由于模具在熱處理時(shí)，尤其是在淬火過程中，要產(chǎn)生體積變化、形狀翹曲、畸變等，為保證模具質(zhì)量，要求模具鋼的熱處理變形小，特別是對(duì)于形狀復(fù)雜的精密模具，淬火后難以修整，對(duì)于熱處理變形程度的要求更為苛刻，本發(fā)明采用0.17 0.45%的W，提高鋼的強(qiáng)度，提聞鋼的聞溫強(qiáng)度，提聞鋼的抗氫!性能，使鋼具有熱硬性；
本發(fā)明采用0.19%-3.00%的Mo，鑰對(duì)鐵素體有固溶強(qiáng)化作用，提高鋼熱強(qiáng)性，抗氫侵蝕的作用，提高鋼的淬透性。本發(fā)明采用8.2-12.0%的Cr，鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時(shí)降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。本發(fā)明采用 0.15% 0.2%的Al，用作煉鋼時(shí)的脫氧定氮?jiǎng)?，?xì)化晶粒，抑制低碳鋼的時(shí)效，改善鋼在低溫時(shí)的韌性，特別是降低了鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度；提高鋼的抗氧化性能。2.本發(fā)明先進(jìn)性切削、磨削、拋光等步驟讓模具成型后在進(jìn)行熱處理，采取的熱處理工藝制度的作用如下:
再結(jié)晶以下溫度的熱處理:通過再結(jié)晶停止溫度以下的熱處理可增加奧氏體中鐵素體成核點(diǎn)的密度，控制鐵素體和珠光體晶粒尺寸，這對(duì)于發(fā)揮細(xì)晶強(qiáng)化的作用和提高材料的韌性非常關(guān)鍵。熱處理結(jié)束溫度:采取較低的熱處理溫度同樣能夠有效細(xì)化組織，提高產(chǎn)品的韌性。本發(fā)明采用中溫回火，使鋼中碳化物適當(dāng)聚集，得到碳化物顆粒較粗大的回火索氏體組織(與球化退火組織相似)，因而，這種交貨狀態(tài)的鋼材有很好的切削加工性能。淬火溫度:合適的淬火溫度是獲得適合的珠光體和鐵素體晶粒度組成的重要保證，
3.由于本發(fā)明采用合理的配比，優(yōu)良的加工工藝，使得本發(fā)明的屈服強(qiáng)度超過750MPa，抗拉強(qiáng)度超過820MPa，同時(shí)具有較好的耐磨性和抗熱疲勞性。
具體實(shí)施方式
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實(shí)施例1:
冷作模具用鋼，按質(zhì)量百分含量包括1.8%-2.2%的C、0.9—1.35%的Μη、0.12%—0.30%的 S、不大于 0.04% 的 S1、不大于 0.02% 的 P、0.22% 0.30% 的 Pb、0.05% 0.08% 的Bi,0.17 0.45% 的 W、0.19%—3.00% 的 Mo,0.05% 0.2% 的 Al, 0.16%—0.80% 的 Ti, 8.2—
12.0%的Cr，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。實(shí)施例2:冷作模具用鋼，按質(zhì)量百分含量包括2.0%-2.2%的C、0.9—1.25%的Μη、0.15%—0.25%的 S、不大于 0.04% 的 S1、不大于 0.02% 的 P、0.20% 0.30% 的 Pb、0.06% 0.08% 的Bi,0.20 0.40% 的 W、1.00%—2.55% 的 Mo,0.15% 0.2% 的 Al,8.8—11.6% 的 Cr，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。實(shí)施例3:
冷作模具用鋼，按質(zhì)量百分含量包括2.2%的C、0.85%的Μη、0.25%的S、不大于0.04%的 S1、不大于 0.02% 的 P、0.25% 的 Pb,0.07% 的 Bi,0.15% 的 W、1.25% 的 Mo,0.15% 的 Al,10.5%的Cr，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。實(shí)施例4:
冷作模具用鋼，按質(zhì)量百分含量包括2.2%的C、1.35%的Μη、0.30%的S、不大于0.04%的 S1、不大于 0.02% 的 P、0.30% 的 Pb,0.08% 的 Bi,0.45% 的 W、3.00% 的 Mo,0.05% 的 Al,
0.16%的Ti，8.2%的Cr，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。實(shí)施例5:
冷作模具用鋼，按質(zhì)量百分含量包括1.8%的C、0.9%的Μη、0.12%的S、不大于0.04%的 S1、不大于 0.02% 的 P、0.22% 的 Pb,0.05% 的 Bi,0.17% 的 W、0.19% 的 Mo,0.05% 的 Al,
0.80%的Ti, 12.0%的Cr，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。上述的冷作模具用鋼的生產(chǎn)方法，該方法包括:按照上述配比將原料依次進(jìn)行鐵水預(yù)脫硫，轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹 煉，底吹A(chǔ)r攪拌，所述的底吹A(chǔ)r攪拌時(shí)間不少于12分鐘，然后經(jīng)過RH爐進(jìn)行成分微調(diào)得到上述配比后進(jìn)行真空循環(huán)脫氣處理，保證RH純脫氣時(shí)間不少于6分鐘，再采用全程吹A(chǔ)r保護(hù)澆鑄，澆鑄成鋼錠，鋼錠經(jīng)加熱爐再加熱后熱處理，熱處理初始溫度為950°C 980°C，時(shí)間1-2小時(shí)，熱處理結(jié)束溫度為1100°C 1150°C，回火溫度為860°C 880°C，回火時(shí)間2小時(shí)，淬火溫度550°C 650°C。本發(fā)明方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述技術(shù)手段所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征等同替換所組成的技術(shù)方案。本發(fā)明的未盡事宜，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。
權(quán)利要求
1.一種冷作模具用鋼，其特征是:按質(zhì)量百分含量包括1.8%-2.2%的C、0.9—1.35%的 Μη、0.12%—0.30% 的 S、不大于 0.04% 的 S1、不大于 0.02% 的 Ρ、0.22% 0.30% 的Pb,0.05% 0.08% 的 B1、0.17 0.45% 的 W、0.19%—3.00% 的 Μο、0.05% 0.2% 的 Al，0.16%—0.80%的Ti, 8.2—12.0%的Cr，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.一種冷作模具用鋼，其特征是:按質(zhì)量百分含量包括2.0%-2.2%的C、0.9—1.25%的Mn,0.15%—0.25% 的 S、不大于 0.04% 的 S1、不大于 0.02% 的 P、0.20% 0.30% 的 Pb、0.06% 0.08% 的 Bi,0.20 0.40% 的 W、1.00%—2.55% 的 Mo,0.15% 0.2% 的 Al,8.8—11.6%的Cr，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
3.一種冷作模具用鋼，其特征是:按質(zhì)量百分含量包括2.2%的C、0.85%的Μη、0.25%的 S、不大于 0.04% 的 S1、不大于 0.02% 的 P、0.25% 的 Pb、0.07% 的 B1、0.15% 的 W、1.25%的Mo、0.15%的Al，10.5%的Cr，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
4.一種上述冷作模具用鋼的生產(chǎn)方法，其特征是:該方法包括:按照上述配比將原料依次進(jìn)行鐵水預(yù)脫硫，轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，底吹A(chǔ)r攪拌，所述的底吹A(chǔ)r攪拌時(shí)間不少于12分鐘，然后經(jīng)過RH爐進(jìn)行成分微調(diào)得到上述配比后進(jìn)行真空循環(huán)脫氣處理，保證RH純脫氣時(shí)間不少于6分鐘，再采用全程吹A(chǔ)r保護(hù)澆鑄，澆鑄成鋼錠，按照模具的要求進(jìn)行切削、磨削、拋光、然后在進(jìn) 行熱處理，熱處理初始溫度為950 V 980 V，時(shí)間1-2小時(shí)，熱處理結(jié)束溫度為1100°C 1150°C，回火溫度為860°C 880°C，回火時(shí)間2小時(shí)，淬火溫度550°C 650。。。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冷作模具用鋼及其生產(chǎn)方法。針對(duì)冷作模具鋼要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗彎強(qiáng)度和足夠的韌性，以保證沖壓過程的順利進(jìn)行，并且由于模具形狀及加工藝復(fù)雜，而且摩擦面積大，磨損可能性大，所以修磨起來困難的問題。本發(fā)明的冷作模具用鋼，其特征是按質(zhì)量百分含量包括1.8%-2.2%的C、0.9—1.35%的Mn、0.12%—0.30%的S、不大于0.04%的Si、不大于0.02%的P、0．22%～0．30%的Pb、0．05%～0．08%的Bi、0.17～0.45%的W、0.19%--3.00%的Mo、0.05%～0.2%的Al，0.16%--0.80%的Ti,8.2—12.0%的Cr，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明用于生產(chǎn)冷作模具。
文檔編號(hào)C21D9/00GK103233187SQ20131020343
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月28日
發(fā)明者朱余宏, 胡麗亞 申請(qǐng)人:滁州迪蒙德模具制造有限公司