[发明专利]耐高温蠕变低压模具钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及模具材料生产的技术领域，具体说是一种耐高温蠕变低压模具钢及其制备方法。

背景技术

在现代工业生产中模具是实现少、无加工现进制造技术中的重要工艺装备，模具产品的质量不仅关系到生产制品的质量和性能，而且直接影响生产效率和成本。

从模具使用情况统计分析表明，模具的质量在很大程度上取决去模具材料和热加工工艺。根据模具的使用条件，正确的选择模具材料和制定合理的工艺非常重要。

H13模具钢(相当于我国4Cr5MoSiV1)具有良好的综合性能，被广泛应用于锻造压力机模具和铝合金压铸模；国产的产品同进口同钢种产品比高温强度和热疲劳性能都低，目前国内产品普遍“热强性好而韧性差，韧性好热强性又差”，且同时存在存在纯净度低、不致密、成分偏析、夹杂物多、晶粒粗等缺陷，导致产品的性能差，制作的模具使用寿命低，模具在使用过程中会发生早期开裂等失效现象。

中国专利，H13模具钢及其制备方法（申请号：201110178988.7）公开了一种模具钢的配方：其化学元素重量百分比为：0.40～0.46%的C,6.00～6.30%的Cr,0.50～0.65%的V,0.30～0.45%的Mo,0.85～1.05%的Mn,1.25～1.55%的Si,0.12～0.25%的W,0.008～0.018%的Nb,0.008～0.015%的Ta,0.08～0.12%的Ti,0.003～0.006%的B,0.08～0.15%的Al,0.03～0.06%的N,0.06～0.12%的Y,<0.025%的S和<0.030%的P,余量为Fe，并附有相应的生产工艺。

中国专利，H13热作模具钢生产工艺（申请号：201410224856.7）公开了一种H13热作模具钢生产工艺，通过对4Cr5MoSiV1(H13)热作模具钢化学成份的合理设计、调整，控制Cr、Mo、V、Si等合金元素的含量，同时对电渣重熔工艺、锻造工艺和热处理工艺进行了优化。

中国专利，高品质H13稀土模具钢及其生产方法（申请号：201510132708.7）公开了一种高品质H13稀土模具钢及其生产方法，钢中各类夹杂物级别A≤0.5、B≤1.0、C≤0.5、D≤0.5、DS≤0；直径≤1250mm、厚度≤350mm的饼形试件，心部三维方向取样淬回火至HRC44-46，三维方向每个方向按北美NADCA207-2011无缺口冲击功≥300J，等向比≥86%。其工艺为钢液经稀土Ce、La处理--水冷模铸--重型挤压成形--退火。

上述的三种技术方案均提到了对于H13模具钢的改进，包括材料和生产工艺，但都存在局限性，不能满足本公司的生产需要。

　　发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的问题，提供了一种耐高温蠕变低压模具钢及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是:

一种耐高温蠕变低压模具钢，该模具钢中各化学组分的重量百分比为：

C：0.36%-0.42%；Si：0.4%-1.5%；Mn：0.55%-1.5%；Cr：2.75%-5.5%；Mo：1.8%-2.6%；V：0.8%-1.0%；S：≤0．03%；P：≤0．03%；N：≤0.05%；余量为Fe和杂质。

对于耐高温蠕变低压模具钢，可采用如下优化方案：

该模具钢中各化学组分的重量百分比为：

C：0.36%-0.42%；Si：1.0%-1.5%；Mn：0.7%-1.5%；Cr：4.5%-5.5%；Mo：1.8%-2.2%；V：0.8%-1.0%；S：≤0．03%；P：≤0．03%；余量为Fe和杂质。

其化学元素重量配比为：

C：0.36%-0.42%；Si：0.4%-0.65%；Mn：0.55%-0.85%；Cr：2.75%-3.25%；Mo：2.0%-2.6%；V：0.8%-1.0%；S：≤0．03%；P：≤0．03%；N：0.02%-0.05%；余量为Fe和杂质。

一种耐高温蠕变低压模具钢的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、对冶炼好的钢水采用电渣重熔工艺进行冶炼，经重熔、渣洗、水冷结晶器快速冷却，获得钢锭或钢坯；

步骤二、对步骤二中获得的钢锭或钢坯进行加热至850℃-900℃，保温20min-40min，再加热至1100℃～1150℃，保温40min-80min，出炉锻造，冷却，获得锻造后模具钢；