[发明专利]一种高韧性、高等向性ZW851热作模具钢有效
申请号: | 202210478685.5 | 申请日: | 2022-05-05 |
公开(公告)号: | CN114875320B | 公开(公告)日: | 2022-12-02 |
发明(设计)人: | 曹立军;姚宏康;刘道献;赵伟东;蒋大鹏;宋文建;王朋;肖书梦;王建华;崔瑞婷;张健;张长春;高海亮 | 申请(专利权)人: | 唐山志威科技有限公司 |
主分类号: | C22C38/02 | 分类号: | C22C38/02;C22C38/04;C22C38/22;C22C38/24;C22C33/06;C22B9/18;C21D1/32;C21D6/00;C21D1/18;B22D17/22;B21C25/02;B21J5/00 |
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地址: | 064200 河北省唐山*** | 国省代码: | 河北;13 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 韧性 高等 向性 zw851 模具钢 | ||
本发明涉及一种高韧性、高等向性ZW851热作模具钢,可兼容高韧性压铸模具及工业铝型材挤压模具,该模具钢具有高韧性、高等向性特点,相对于通用型H13及其改进型热作模具钢,可以提高模具寿命,降低模具成本,通过降低Si、V含量,控制合理Mo含量,同时控制残余气体及元素含量,在提高材料韧性的同时,控制成本增加量,使得带状组织达到SA1~SA2、SB1~SB2,球化组织达到AS1~AS4,在44~46HRC的硬度下,横、纵向V型缺口冲击功≥19J,等向性≥0.9。适用于长寿命铝合金、镁合金、锌合金等压铸模具及7系高强度、高硬度工业铝型材的挤压模具,也可用于高韧性要求的热锻模具及高硬度、高耐磨性要求的增强型塑料模具。
技术领域
本发明属于钢合金领域,涉及一种能够适用于高韧性压铸模具及工业铝型材挤压模具,具体涉及一种高韧性、高等向性ZW851热作模具钢。
背景技术
热作模具钢广泛应用于汽车、家电、电子、通信、交通、航空等领域,主要用于零部件、结构件、型材等成型,具体成型方式可细分为热锻、热挤压、压铸、热冲压、冷热剪切等。传统H13钢为通用型热作模具钢,虽然应用广泛,在压铸方面,存在韧性差、易开裂失效等问题,严重影响压铸模具寿命及压铸成本降低,无法满足高韧性压铸模具对使用寿命要求;在热挤压方面,可满足普通6系(Al-Mg-Si)铝合金型材挤压模具要求,但对于7系(Al-Cu-Mg-Zn)铝合金而言,由于其高强度、高硬度特性,寿命极低,无法满足正常生产需求。
发明内容
针对上述技术问题,本发明提出一种高韧性、高等向性ZW851热作模具钢。其中ZW851为牌号名称。该模具钢具有高韧性、高等向性特点,可替代通用型H13钢及其改进型热作模具钢,提高模具寿命,降低模具成本。本技术通过钢中残余元素控制、浅熔池电渣重熔技术、超高温均质化技术及周期球化退火技术,使得模具钢带状偏析达到SA1~SA2、SB1~SB2,球化组织达到AS1~AS4,在44~46HRC的硬度下,横、纵向V型缺口冲击功≥19J,等向性(横向/纵向)≥0.9。以满足长寿命铝合金、镁合金、锌合金等压铸模具及7系高强度、高硬度工业铝型材挤压模具。
本发明通过降低Si、V含量,控制合理Mo含量,在提高材料韧性的同时,控制成本增加量。该模具钢具有高韧性、高等向性特点,可替代通用型H13钢及其改进型热作模具钢,提高模具寿命,降低模具成本。
具体通过如下技术手段实现:
一种高韧性、高等向性ZW851热作模具钢,所述钢按质量百分比含量计为:C 0.34-0.40%,Si 0.10-0.30%,Mn 0.25-0.50%,Cr 4.80-5.40%,Mo 1.70-2.00%,V 0.40-0.60%,P≤0.015%,S≤0.003%,余量为Fe和不可避免的杂质。
所述模具钢截面中心部位的微观结构中,带状组织级别为SA1~SA2和SB1~SB2,球化组织的级别为AS1~AS4,液析碳化物的粒径或等效粒径≤5μm;所述球化组织为均匀细小的球状珠光体组织,具体为在铁素体基体上均匀分布有球状二次碳化物,每1mm2的铁素体基体面积上,正偏析区分布有(3.20~3.40)×104个球状二次碳化物,负偏析区分布有(2.90~3.10)×104个球状二次碳化物,且球状二次碳化物的平均粒径为0.6~1.1μm(例如0.6、0.65、0.72、0.8、0.88、0.9、0.96、1.0、1.03、1.08、1.1μm),所述球状二次碳化物为M23C6型碳化物或M6C型碳化物、或二者的复合型碳化物。
作为优选,所述模具钢按质量百分比含量计为:C 0.35-0.39%,Si 0.20-0.30%,Mn 0.35-0.45%,Cr 4.90-5.20%,Mo 1.75-1.85%,V 0.45-0.55%,P≤0.010%,S≤0.001%,余量为Fe和不可避免的杂质。
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