[发明专利]一种模具材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种模具材料及其制备方法。本发明的模具材料，以质量百分比计，所述模具材料包括：0.35～0.43％的C、≤0.4％的Si、0.7～1％的Mn、4.5～5.5％的Cr、2.0～3.0％的Ni、1.5～2.5％的Mo、0.3～0.6％的V以及余量的Fe。本发明的模具材料，力学性能优异，不仅具有较好的强度和硬度，优良的塑性和冲击韧性，还具有较好的红硬性、耐磨性、冷热疲劳性和淬透性。本发明的模具材料的制备方法简单，制备得到的模具材料可应用于离合器式螺旋压力机模具的材料，符合离合器式螺旋压力机叶片钢模具的工况要求。

技术领域

本发明属于模具材料技术领域，涉及一种模具材料及其制备方法，特别涉及一种离合器式螺旋压力机模具材料及其制备方法，尤其涉及一种离合器式螺旋压力机叶片钢模具材料及其制备方法。

背景技术

国外锻造厂传统的大吨位锻造设备是液压机和锻锤，90年代以后大吨位螺旋压力机开始被广泛应用。SPKA22400高能螺旋压力机是我国从Bohler公司引进的第一台大吨位螺旋压力机，也是世界上第二台。SPKA22400高能螺旋压力机最大打击力35500T，额定打击力22400T，连续许可打击力28000T。特大打击力，对模具来说，是一个巨大的考验。

离合器式螺旋压力机模具钢主要为5CrNiMo、5CrNiMoV、H13。由于5CrNiMo/5CrNiMoV钢热强性和耐磨性较差，而且回火稳定性不高，其使用温度也不宜超过560℃。所以，生产过程中模具经常出现龟裂、磨损和变形，严重影响生产效率。

CN106929767A公开了一种模具材料，包括采用70份的低碳钢，28份的黄铜，0.5份的铬，0.2份的镍，1份钛，0.3份的硅混合制成。该发明的各种金属配比合理，使得模具具有良好的抗氧化性、良好的耐磨损性，采用材料中占比少的金属先混合再与材料中大占比的材料混合，使得材料混合更充分，使得材料具有良好的热疲劳性。但是，材料的碳含量高，力学性能及加工型有待进一步提高。

因此，很有必要提供一种模具材料来降低碳含量、提高合金化水平，改善模具材料的红硬性、耐磨性、冷热疲劳性和淬透性，以适应离合器式螺旋压力机叶片钢模具的工况要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种模具材料，碳含量低，力学性能优异，不仅具有较好的强度和硬度，优良的塑性和冲击韧性，还具有较好的红硬性、耐磨性、冷热疲劳性和淬透性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种模具材料，以质量百分比计，所述模具材料包括：

本发明中，所述C的质量百分含量为0.35～0.43％，例如可为0.35％、0.37％、0.39％、0.41％、0.43％等，本发明的模具材料中，C可以扩大γ相区，但因渗碳体的形成，其不能无限固溶，随着C含量的增加，得到的模具材料的硬度、强度、塑性和韧性发生变化，在本发明的范围0.35～0.43％内，若碳含量低于0.35％，材料的强度较低，红硬性、耐磨性相对较差，若含量高于0.43％，模具材料塑性和韧性相对较差，模具开裂风险较大，为了达到更优的力学性能以及更好的加工性，优选C的质量百分含量为0.39％。

本发明中，所述Si的质量百分含量≤0.4％，例如可为0.4％、0.3％、0.25％、0.2％、0.1％、0.05％或0.03％等。本发明的模具材料中，Si的加入可以适当改善模具材料淬透性，提高模具材料强度。优选Si的质量百分含量为0.2％。