[发明专利]一种短流程贝氏体热作模具及其制备方法

说明书

本发明涉及一种短流程贝氏体热作模具的制备方法，其包括：设计模具钢成分为：C：0.50‑0.60％，Si：0.20‑0.25％，Mn：1.00‑1.50％，W：2.10‑3.00％，Mo：3.50‑5.00％，V：0.50‑1.00％，Co：0.60‑1.10％，P≤0.02％，RE：0.01‑0.10％，[RE]/[S]＞3.0，[RE]×[S]＜0.004％，余量为Fe和不可避免的杂质。通过对模具钢成分设计和调整，锻造和控冷后的贝氏体组织模具钢材料硬度较低，可直接机粗加工，而锻造及机粗加工后经一次回火处理，使模具钢材料贝氏体发生二次强化效应，此时的模具钢兼具优良的硬度、耐磨性和韧性，具有极佳的综合力学性能。利用这一特性，本发明省略了现有技术中机械粗加工之间的退火软化和机械粗加工后的淬火硬化工序，由此缩短热作模具生产周期、降低能耗和生产成本。

技术领域

本发明涉及模具制造技术领域，尤其涉及一种短流程贝氏体热作模具及其制备方法。

背景技术

模具工业作为制造业的基石，在现代工业发展过程中起着非常重要的作用。模具钢，特别是热作模具钢，在工业制造领域中具有非常广泛的应用，如热锻模具、压铸模具和热作模具等。

传统的热作模具从模具材料制造到成品模具往往需要十几道的生产流程。如：模具材料冶炼-铸造-退火处理-锻造-锻造退火-模具机加工(粗加工)-模具热处理-模具精加工-模具渗氮处理等。

在模具的制造过程中，模具要经过多次的加热及冷却热处理进行材料组织调控，以满足机加工和生产过程中对于材料性能的要求，如材料硬度等。在模具材料何模具的制备过程中，材料需要进行多次热处理，包括锻后软化退火、淬火硬化、软化回火、表面强化热处理工艺等。具体地，如模具材料锻造后进行长时间的球化退火处理降低硬度以便进行机加工(硬度太大无法机加工)。机加工后还需要进行淬火硬化和回火处理，以得到良好的综合力学性能。在进行多次回火并进过精加工后还需进行表面强化热处理工艺等。由此可见，目前的热作模具制造周期长，热处理工序多，耗时耗能严重。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种短流程贝氏体热作模具及其制备方法，其解决了目前热作模具制造周期长，热处理工序多，耗时和耗能严重等技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种短流程贝氏体热作模具的制备方法，其包括：

设计模具钢成分为(按质量百分比计)：C：0.50-0.60％，Si：0.20-0.25％，Mn：1.00-1.50％，W：2.10-3.00％，Mo：3.50-5.00％，V：0.50-1.00％，Co：0.60-1.10％，P≤0.02％，RE：0.01-0.10％，[RE]/[S]＞3.0，[RE]×[S]＜0.004％，余量为Fe和不可避免的杂质；

所述热作模具的制备步骤如下：

S1、按照模具钢成分称量合金原料，经冶炼、铸造、退火，得到模具钢坯料；

S2、将模具钢坯料锻造，得到贝氏体组织模具钢材料；

S3、机械粗加工，制成模具镶块；

S4、回火处理，通过贝氏体二次强化作用得到硬化后的贝氏体模具镶块；

S5、机械精加工，得到尺寸精确的模具镶块；

S6、表面渗氮处理；

S7、组装模具镶块，制得成品模具。