一種高拋光預硬化模具鋼及其制備工藝制造技術

本發明專利技術涉及一種高拋光預硬化模具鋼及其制備工藝，該高拋光預硬化模具鋼采用的組成成分及其質量百分比如下：C?0.15～0.20%，Si?0.40～0.80%，Mn?0.80～1.20%，Cr?0.80～1.20%，Ni?0.10～0.30%，Mo?0.150～0.250%，V?≤0.10%，P＜0.015%，S＜0.005%，Fe余量；本發明專利技術模具鋼的制備過程如下：配料、冶煉、澆濤，熱送；高溫擴撒熱熱處理，然后多向鍛造熱加工，鍛后熱處理、鋸切。本發明專利技術的優點在于：本發明專利技術模具鋼具有低成本、高的淬透性、高硬度、高拋光性能和皮紋刻蝕性能。

A High Polishing Prehardening Die Steel and Its Manufacturing Technology

The present invention relates to a high polishing Pre-hardening die steel and its preparation process. The composition and mass percentage of the high polishing Pre-hardening die steel are as follows: C 0.15-0.20%, Si 0.40-0.80%, Mn 0.80-1.20%, Cr 0.80-1.20%, Ni 0.10-0.30%, Mo 0.150-0.250%, V less than 0.10%, P < 0.015%, S < 0.005%, Fe margin; and the preparation process of the die steel. The following are as follows: batching, smelting, pouring, hot delivery; high temperature diffusion heat treatment, then multi-direction forging hot processing, post-forging heat treatment, sawing. The invention has the advantages of low cost, high hardenability, high hardness, high polishing performance and dermatoglyphic etching performance.

【技術實現步驟摘要】
一種高拋光預硬化模具鋼及其制備工藝
本專利技術屬于合金鋼
，涉及一種塑膠模具鋼，特別涉及一種高拋光預硬化模具鋼及其制備工藝。
技術介紹
隨著我國制造業的迅速發展，對模具的用量越來越大，對模具材料的性能要求也越來越高，尤其是高拋光性能和機加工性能。在汽車制造業、家電、電子通信等的生產均用到模具。這些模具要求要有高的拋光性能和加工性能，目前使用的大多是日本大同NAK80鋼或1.2343鋼等材料來制造這些模具。但是NAK80鋼塑性較差，不適用于型腔復雜或型腔較深的模具，并且對拋光工藝要求嚴格。而1.2343鋼材機加工難度大，模具制造工序多周期長，這將大大增加這些汽車產品的制造成本。特別是2012年以來的全球經濟底迷環境下，節約資源和降低成本是汽車制造業的一大瓶頸。在這樣的國際國內環境下，因此，開發出低成本高拋光預硬化塑膠模具鋼，以代替進口的NAK80鋼或1.2343模具鋼，是非常有必要的。針對上述現象，專利CN107587081A公開了一種高拋光預硬化模具鋼及其制備工藝，該高拋光預硬化模具鋼采用的組成成分及其質量百分比如下：C0.21～0.25%，Si≤0.30%，Mn1.40～2.00%，Cr1.30～1.70%，Ni0.60～1.00%，Mo0.40～0.60%，V≤0.10%，P＜0.015%，S＜0.005%，Nb0.02～0.04%，Fe余量；該專利技術模具鋼的制備過程如下：配料、冶煉、澆濤，熱送；高溫擴撒熱熱處理，然后多向鍛造熱加工，鍛后熱處理、鋸切；最后進行調質熱處理，獲得硬度38～42HRC的回火馬氏體組織，且制備的模具鋼具有低成本、高的淬透性、高硬度、高拋光性能和皮紋刻蝕性能；但是，該專利技術專利仍存在一定的缺點：首先，該鋼種Ni和Mo含量均較高，相應的制造成本就較高，尤其是冶煉成本；其次，由于該鋼種合金元素C、Cr、Ni、Mo較高，成分偏析嚴重，其成品模具鋼硬度均勻性和拋光性能比本專利技術鋼種差，不適合于制作拋光要求更高的模具，如車燈摸等。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種低成本高拋光預硬化模具鋼及其制備工藝。為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案為：一種高拋光預硬化模具鋼，其創新點在于：所述高拋光預硬化模具鋼采用的組成成分及其質量百分比如下：C0.15～0.20%，Si0.40～0.80%，Mn0.80～1.20%，Cr0.80～1.20%，Ni0.10～0.30%，Mo0.150～0.250%，V≤0.10%，P＜0.015%，S＜0.005%，Fe余量。進一步地，所述高拋光預硬化模具鋼采用的組成成分及其最佳質量百分比如下：C0.18%，Si0.60%，Mn1.00%，Cr1.00%，Ni0.20%，Mo0.20%，V0.05%，P＜0.012%，S＜0.003%，Fe余量。一種上述的高拋光預硬化模具鋼的制備工藝，其創新點在于：所述制備工藝包括如下步驟：（1）冶煉：按高拋光預硬化模具鋼的組成成分及其質量百分比進行配料、電弧爐冶煉和精煉、然后進行真空脫氣和澆鑄，最后脫模熱送鍛造加熱爐；（2）高溫擴散熱處理：加熱升溫至1180～1250℃，到溫均溫后保溫時間為10～20h；（3）鍛造熱加工：將經過高溫擴散熱處理的鋼錠降溫至850～1200℃，在此溫度范圍內進行多向鍛造加工，采用兩鐓兩拔鍛造方式，鍛造壓縮比≥3，總鍛比≥5，終鍛溫度≥850℃；（4）鍛后熱處理：鍛后風冷或霧冷，然后裝退火爐回火處理，加熱溫度500～600℃，保溫30～40小時，然后爐冷至150℃以下出爐；（5）鋸切：探傷并鋸切兩頭，切除鍛件兩端缺陷，并檢查鍛件表面質量，清除表面缺陷。進一步地，所述高溫擴散熱處理步驟中，升溫采用多級升溫方式，保證鋼錠內外溫度均勻，即分別在600℃、800℃和1100℃等溫；高溫擴散熱處理保證鋼中合金元素分布更均勻，高溫擴散熱處理后在1180～1250℃溫度等溫，當鋼錠溫度均勻后進行鍛造處理。本專利技術的優點在于：本專利技術高拋光預硬化模具鋼，利用Si-Mn-Cr-Mo合金化的特點，即充分利用了Si-Mn的作用，結合Cr-Mo等多合金元素的合金化作用特點，在降低碳含量的鋼中增加適量的合金化元素Si，提高鋼的淬透性和硬度均勻性，并且與歐標1.2738鋼相比較，改善了成分偏析和碳化物分布的問題，提高了鋼的硬度均勻性；適量的Mo和Cr元素，確保鋼具有較高的淬硬性，且通過本專利技術的配方，可獲得硬度28～36HRC的回火馬氏體組織。首先，該鋼種Ni和Mo含量均較高，相應的制造成本就較高，尤其是冶煉成本；其次，由于該鋼種合金元素C、Cr、Ni、Mo較高，成分偏析嚴重，其成品模具鋼硬度均勻性和拋光性能比本專利技術鋼種差，不適合于制作拋光要求更高的模具，如車燈摸等結合以上特點，本專利技術鋼種Ni和Mo含量均降低，相應的制造成本就降低，尤其是冶煉成本；其次，本專利技術鋼種合金元素C、Cr、Ni、Mo均相應降低，減緩成分偏析現象，其成品模具鋼硬度均勻性和拋光性能大大提高，這為我國制造業尤其是汽車制造業和家電及電子通信制造業帶來巨大的貢獻，并且提高我國模具鋼制造水平和市場競爭力。附圖說明下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細的說明。圖1為實施例高拋光預硬化合金化模具鋼CCT曲線。圖2為實施例高拋光預硬化模具鋼回火特性曲線。圖3為實施例高拋光預硬化模具鋼的金相組織。圖4為進口1.2738鋼拋光性能檢測案例。圖5為實施例高拋光預硬化模具鋼拋光性能檢測案例。圖6和圖7為實施例高拋光預硬化模具鋼皮紋蝕刻案例。具體實施方式下面的實施例可以使本專業的技術人員更全面地理解本專利技術，但并不因此將本專利技術限制在所述的實施例范圍之中。實施例本實施例中，高拋光預硬化模具鋼采用的組成成分及其質量百分比如下：C0.18%，Si0.60%，Mn1.00%，Cr1.00%，Mo0.20%，Ni0.20%，V0.05%，P0.011%，S0.002%，Fe余量。采用該實施例中的物料來生產高拋光預硬化模具鋼的工藝過程和步驟如下：（1）冶煉：按高拋光預硬化模具鋼的組成成分及其質量百分比進行配料、電弧爐冶煉和精煉、然后進行真空脫氣和澆鑄，最后脫模熱送鍛造加熱爐；（2）高溫擴散熱處理：將鋼錠在鍛造加熱爐中分級升溫，即分別在600℃、800℃、1100℃等溫，最后加熱升溫至1180～1250℃，到溫均溫后保溫時間為10～20h；（3）鍛造熱加工：將經過高溫擴散熱處理的鋼錠降溫至850～1200℃，在此溫度范圍內進行多向鍛造加工，采用兩鐓兩拔鍛造方式，鍛造壓縮比≥3，總鍛比≥5，終鍛溫度≥850℃；（4）鍛后熱處理：鍛后風冷或霧冷，然后裝退火爐回火處理，加熱溫度500～600℃，保溫30～40小時，然后爐冷至150℃以下出爐；（5）鋸切：探傷并鋸切兩頭，切除鍛件兩端缺陷，并檢查鍛件表面質量，清除表面缺陷。本實施例高拋光預硬化模具鋼經過上述冶煉及鍛造熱加工和熱處理后，最終成品規格為（長*寬*厚）2500mm*1300mm*850mm模塊，取樣進行性能測試：A相變特性：本實施例高拋光預硬化模具鋼的CCT曲線如附圖1所示。B回火特性：本實施例高拋光預硬化模具鋼的回火特性曲線如附圖2所示。C顯微組織：本實施例高拋光預硬化模具鋼的顯微組織如附圖3所示。D拋光性能：本實施例高本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種高拋光預硬化模具鋼，其特征在于：所述高拋光預硬化模具鋼采用的組成成分及其質量百分比如下：C?0.15～0.20%，Si?0.40～0.80%，Mn?0.80～1.20%，Cr?0.80～1.20%，Ni?0.10～0.30%，Mo?0.150～0.250%，V?≤0.10%，P＜0.015%，S＜0.005%，?Fe余量。

【技術特征摘要】
1.一種高拋光預硬化模具鋼，其特征在于：所述高拋光預硬化模具鋼采用的組成成分及其質量百分比如下：C0.15～0.20%，Si0.40～0.80%，Mn0.80～1.20%，Cr0.80～1.20%，Ni0.10～0.30%，Mo0.150～0.250%，V≤0.10%，P＜0.015%，S＜0.005%，Fe余量。2.根據權利要求1所述的高拋光預硬化模具鋼，其特征在于：所述高拋光預硬化模具鋼采用的組成成分及其最佳質量百分比如下：C0.18%，Si0.60%，Mn1.00%，Cr1.00%，Ni0.20%，Mo0.20%，V0.05%，P＜0.012%，S＜0.003%，Fe余量。3.一種權利要求1所述的高拋光預硬化模具鋼的制備工藝，其特征在于：所述制備工藝包括如下步驟：（1）冶煉：按高拋...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周青春，徐衛明，顧金才，葛建輝，錢強，趙博偉，宋小亮，丁勇，
申請(專利權)人：如皋市宏茂重型鍛壓有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32