CN106191698A - 一种合金化的新型热作模具钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种合金化的新型热作模具钢及其制备方法，其特征在于合金化的新型热作模具钢由5CrNiMoSr和合金元素Sb组成，按照质量百分比，由以下组分及含量组成：C为0.51‑0.56，Cr为0.67‑0.72，Ni为1.58‑1.63，Mo为0.21‑0.27，Si为0.28‑0.33，Mn为0.61‑0.66，Sr为0.49‑0.51，P≤0.02，S≤0.02，Sb≤0.81，其余为Fe，合计100%。本发明添加不同含量的合金元素Sb到新型热作模具钢5CrNiMoSr中进行合金化，有利于细化模具钢的显微组织，提高了模具钢的耐室温和高温磨损性能、耐高温腐蚀性能和热疲劳性能。

Description

一种合金化的新型热作模具钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种合金化的新型热作模具钢及其制备方法。
背景技术
模具是现代制造业中的一个重要产业，模具性能的好坏不仅关系到工业产品的质量，而且对企业成本产生重要影响遥一套模具少则几千上万元，多则几十甚至几百万元。热作模具由于服役条件恶劣，需要更佳的耐磨性能、耐高温腐蚀性能和热疲劳性能。随着工业技术的进步和工业产品性能要求的提高，原有的热作模具往往难以满足市场需求，迫切需要提高热作模具的性能。热作模具钢是影响模具性能的重要因素，因此，提高热作模具钢的耐磨损性能、耐高温腐蚀性能和热疲劳性能，成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种合金化的新型热作模具钢及其制备方法，能够提高模具钢的耐室温和高温磨损性能、耐高温腐蚀性能和热疲劳性能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种合金化的新型热作模具钢，由5CrNiMoSr和合金元素Sb组成，按照质量百分比，由以下组分及含量组成：C为0.51-0.56，Cr为0.67-0.72，Ni为1.58-1.63，Mo为0.21-0.27，Si为0.28-0.33，Mn为0.61-0.66，Sr为0.49-0.51，P≤0.02，S≤0.02，Sb≤0.81，其余为Fe，合计100%。
进一步地，所述的一种合金化的新型热作模具钢，由以下组分按照质量百分比为：C为0.53-0.55，Cr为0.69-0.71，Ni为1.60-1.62，Mo为0.24-0.26，Si为0.30-0.31，Mn为0.64-0.66，Sr为0.49-0.51，P≤0.015，S≤0.015，Sb≤0.60，其余为Fe，合计100%。
进一步地，所述的一种合金化的新型热作模具钢，由以下组分按照质量百分比为：C为0.54，Cr为0.70，Ni为1.60，Mo为0.25，Si为0.31，Mn为0.65，Sr为0.50，P≤0.015，S≤0.015，Sb≤0.60，其余为Fe，合计100%。
一种合金化的新型热作模具钢的制备方法，包括以下步骤：
A、冶炼：按照上述合金化的新型热作模具钢的化学成分的质量配比进行配料，熔炼成钢水；
B、钢水铸造成钢锭：钢锭模预热，注入钢水，保温4~6小时，使钢成分均匀化，脱模后缓慢冷却进行退火处理，冷却速度不大于25℃/小时，冷却至500~550℃；
C、锻造：将所得钢锭以加热50℃/小时的加热速度升温至100℃~1150℃并透烧完全始煅，850℃再次进行煅烧；
D、等温球化退火：以60~80℃/小时的加热速度，升温到830~930℃，保温3~6个小时；随炉冷却至750℃，退火3~6小时，以清除锻造过程中产生的应力，最后再以50℃/小时的速度随炉冷却至450~500℃，出炉空冷。
本发明的有益效果：
本发明在新型热作模具钢5CrNiMoSr中添加合金元素锑进行合金化，有利于细化模具钢的显微组织，提高了模具钢的耐室温和高温磨损性能、耐高温腐蚀性能和热疲劳性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1
一种合金化的新型热作模具钢，由以下组分按照质量百分比为：C为0.54，Cr为0.70，Ni为1.60，Mo为0.25，Si为0.31，Mn为0.65，Sr为0.50，P为0.010，S为0.012，Sb为0.60，Fe为94.828。
实施例2
一种合金化的新型热作模具钢，由以下组分按照质量百分比为：C为0.54，Cr为0.70，Ni为1.60，Mo为0.25，Si为0.31，Mn为0.65，Sr为0.50，P为0.013，S为0.008，Sb为0.20，Fe为94.828。
实施例3
一种合金化的新型热作模具钢，由以下组分按照质量百分比为：C为0.54，Cr为0.70，Ni为1.60，Mo为0.25，Si为0.31，Mn为0.65，Sr为0.50，P为0.012，S为0.011，Sb为0.40，Fe为95.027。
实施例4
实施例1~3任一项所述的合金化的新型热作模具钢的制备方法，包括以下步骤：
A、冶炼：按照上述合金化的新型热作模具钢的化学成分的质量配比进行配料，熔炼成钢水；
B、钢水铸造成钢锭：钢锭模预热，注入钢水，保温5小时，使钢成分均匀化，脱模后缓慢冷却进行退火处理，冷却速度不大于25℃/小时，冷却至550℃；
C、锻造：将所得钢锭以加热50℃/小时的加热速度升温至100℃并透烧完全始煅，850℃再次进行煅烧；
D、等温球化退火：以60℃/小时的加热速度，升温到850℃，保温3个小时；随炉冷却至750℃，退火4小时，以清除锻造过程中产生的应力，最后再以50℃/小时的速度随炉冷却至500℃，出炉空冷。
本发明在新型热作模具钢5CrNiMoSr中添加合金元素锑进行合金化，有利于细化模具钢的显微组织，提高了模具钢的耐室温和高温磨损性能、耐高温腐蚀性能和热疲劳性能。
以上显示和描述了本发明的材料组成和技术特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种合金化的新型热作模具钢，其特征在于，由5CrNiMoSr和合金元素Sb组成，按照质量百分比，由以下组分及含量组成：C为0.51-0.56，Cr为0.67-0.72，Ni为1.58-1.63，Mo为0.21-0.27，Si为0.28-0.33，Mn为0.61-0.66，Sr为0.49-0.51，P≤0.02，S≤0.02，Sb≤0.81，其余为Fe，合计100%。
2.根据权利要求1所述的一种合金化的新型热作模具钢，其特征在于，由以下组分按照质量百分比为：C为0.53-0.55，Cr为0.69-0.71，Ni为1.60-1.62，Mo为0.24-0.26，Si为0.30-0.31，Mn为0.64-0.66，Sr为0.49-0.51，P≤0.015，S≤0.015，Sb≤0.60，其余为Fe，合计100%。
3.根据权利要求1或2任意一项所述的一种合金化的新型热作模具钢，其特征在于，由以下组分按照质量百分比为：C为0.54，Cr为0.70，Ni为1.60，Mo为0.25，Si为0.31，Mn为0.65，Sr为0.50，P≤0.015，S≤0.015，Sb≤0.60，其余为Fe，合计100%。
4.根据权利要求1~3任一项所述的的一种合金化的新型热作模具钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、冶炼：按照上述合金化的新型热作模具钢的化学成分的质量配比进行配料，熔炼成钢水；
B、钢水铸造成钢锭：钢锭模预热，注入钢水，保温4~6小时，使钢成分均匀化，脱模后缓慢冷却进行退火处理，冷却速度不大于25℃/小时，冷却至500~550℃；
C、锻造：将所得钢锭以加热50℃/小时的加热速度升温至100℃~1150℃并透烧完全始煅，850℃再次进行煅烧；
等温球化退火：以60~80℃/小时的加热速度，升温到830~930℃，保温3~6个小时；随炉冷却至750℃，退火3~6小时，以清除锻造过程中产生的应力，最后再以50℃/小时的速度随炉冷却至450~500℃，出炉空冷。
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