[发明专利]模具钢及其制作方法和应用、模具

说明书

本发明涉及一种模具钢及其制作方法和应用、模具。该模具钢，其组分按重量百分含量计，包括0.42％‑0.45％C、2％‑2.5％Cr、1.8％‑2.2％Mo、0.8％‑1.2％W、0.8％‑1.2％V、0.8％‑1.2％Nb、0.4％‑0.6％Si、0.2％‑0.5％Mn、S以及P；余量为Fe；其中，S的重量百分含量≤0.01％，P的重量百分含量≤0.02％。上述模具钢，其强度和红硬性显著提高，进而用该钢材料制得的模具在热挤压3003铝锰合金型材时，模具抵抗AlMnFe、MnAI₆颗粒状的硬质第二相的能力增强。

技术领域

本发明涉及合金钢技术领域，特别是涉及一种模具钢及其制作方法和应用、模具。

背景技术

采用常规的4Cr 5Mo Si V1《美国钢号H13、日本钢号SKD61》热作模具材料制造的模具来热挤压3003铝锰合金型材时，由于3003系铝锰合金中内含有硬度高的AlMnFe和MnAI6的第二相，其中，AlMnFe第二相的显微硬度有704HV，超过了模具热处理淬火硬度，MnAl6的第二相的显微硬度有540HV。从而当模具氮化后上机在470-520℃之间挤压3003铝锰合金型材时，3003铝锰合金内的高硬度的AlMnFe、MnAI6第二相与模具工作带发生了剧烈的摩擦，从而引起模具工作带表面出现了磨粒磨损，进而模具工作带表面对3003铝锰合金内的硬质相抵抗能力不足，其工作带表面易出现剥落即拉烂现象。

发明内容

基于此，有必要针对传统的模具的工作带对3003铝锰合金内的硬质相抵抗能力不足的问题，提供一种模具钢及其制作方法和应用、模具。

一种模具钢，其组分按重量百分含量计，包括0.42％-0.45％C、2％-2.5％Cr、1.8％-2.2％Mo、0.8％-1.2％W、0.8％-1.2％V、0.8％-1.2％Nb、0.4％-0.6％Si、0.2％-0.5％Mn、S以及P；余量为Fe；其中，S的重量百分含量≤0.01％，P的重量百分含量≤0.02％。

在其中一个实施例中，W的重量百分含量为1.0％-1.2％。

在其中一个实施例中，Nb的重量百分含量为0.95％-1.05％。

上述模具钢在制备模具中的应用。

一种上述模具钢的制作方法，包括以下步骤

(1)熔炼：将含碳量小于0.3％的废钢、钨铬钼合金以及钒铌硅合金进行熔炼，得到钢液；

(2)炉外精炼：将所述钢液在真空状态下进行精炼；

(3)钢液铸造成型钢棒：将炉外精炼后的所述钢液注入到温度为290-310℃的钢棒模中，浇铸温度为1500-1550℃，保温30-40分钟后停止加热，直至冷却后出炉；

(4)电渣重熔：将所述钢棒进行电渣重熔，得到钢锭；

(5)锻造：将所述钢锭加热到1130-1160℃进行锻造，得到钢锻件；

(6)退火处理：将所述钢锻件加热至850-900℃，保温3-4小时后冷却至750-760℃，并保温6-8小时；保温6-8小时后冷却到500℃出炉，冷却至室温；

(7)淬火回火：将退火处理后的所述钢锻件加热到1050-1100℃，采用油冷淬火，淬火后在550-600℃下进行二次回火。

在其中一个实施例中，所述熔炼步骤中：熔炼温度为1500-1550℃，熔炼时间为4-8小时。

在其中一个实施例中，所述锻造步骤中：始锻温度为1120-1150℃，终锻温度为900-950℃，锻造比为3:1-4:1。

一种模具，采用上述模具钢加工成型。