[发明专利]一种提高大规格DC53冷作模具钢性能的处理方法

说明书

本发明公开了一种提高大规格DC53冷作模具钢性能的处理方法，包括以下步骤：S1.喷射成形：将精炼后的DC53钢液采用高压惰性气体喷射成形；S2.锻造和退火：将喷射沉积锭首先经过锻造成形，然后经退火得到模块；S3.淬火：将模块于真空气氛下，于1010～1050℃保温1～4h，然后通过高压惰性气体淬火；S4.深冷处理：在‑120～‑180℃下进行深冷处理4～8h；S5.回火：以≤300℃/h升温速率升温至500～580℃，保温4～8h后出炉冷却，回火2～3次。通过本发明的处理方法处理后，DC53冷作模具钢碳化物弥散细化、残余奥氏体含量少，共晶碳化物不均匀度在1级以内，DC53钢的韧性大幅提升，具有优异的硬度及耐磨性，热处理后变形量小，综合性能较传统工艺制得DC53钢均有提升。

技术领域

本发明属于模具钢制造技术领域，具体涉及了一种提高大规格DC53冷作模具钢性能的处理方法。

背景技术

DC53模具钢是在SKD11钢基础上进行改良的冷作模具钢，主要含有铬、钼等合金元素及较高的碳含量，热处理后使用硬度通常在56～62HRC，可用于汽车、家电、电子等产品的冲压。现有技术中凝固时钢中的钼、铬、钒等元素与碳结合容易生成大尺寸的共晶碳化物，影响模具钢的韧性。同时，由于生成的大尺寸共晶碳化物消耗了较多的合金元素，会影响热处理过程中合金中细小纳米碳化物的生成，从而影响模具钢的硬度和耐磨性能。

目前DC53钢主要通过传统工艺进行生产，主要流程为：熔炼→精炼→浇注电极→电渣重熔→锻造/轧制→退火，当生产厚度超过150mm的模块时DC53钢中存在大量大尺寸的共晶碳化物(参见后图1)，按照GB/T14979-1994《钢的共晶碳化物不均匀度评定法》共晶碳化物不均匀度达到3级甚至4～5级，钢中共晶碳化物尺寸大，严重影响DC53模具钢的韧性、耐磨性能等，降低模具的使用寿命。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种提高大规格DC53冷作模具钢性能的处理方法，解决了传统DC53模具钢韧性不佳、耐磨性差及硬度偏低等问题，提高了模具钢的综合使用性能。

本发明的目的是以下述技术方案实现的：

一种提高大规格DC53冷作模具钢性能的处理方法，包括以下步骤：

S1.喷射成形：将精炼后的DC53钢液采用高压惰性气体喷射成形，得到喷射沉积锭；

S2.锻造和退火：将所述喷射沉积锭首先经过锻造成形，然后经退火得到DC53模块；

S3.淬火：将所述DC53模块于真空气氛下，以≤350℃/h升温速率升温至550～650℃后保温2～3h，然后升温至800～900℃保温2～4h，然后以≤250℃/h升温速率升温至1010～1050℃保温1～4h，保温结束后通过高压惰性气体淬火；

S4.深冷处理：将经过步骤S3所述淬火后的DC53模块在-120～-180℃下进行深冷处理4～8h；

S5.回火：以≤300℃/h升温速率升温至500～580℃，保温4～8h后出炉冷却，回火2～3次，得到所述DC53冷作模具钢。

优选的，所述DC53冷作模具钢的化学组成按质量百分比包括：C 0.9～1.2％、Si0.8～1.2％、Mn 0.2～0.5％、Cr 7.0～9.0％、Mo 1.5～2.5％、V 0.2～0.5％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。

优选的，步骤S1所述精炼后的DC53钢液依次通过感应炉或电炉熔炼、LF炉和VD炉精炼得到。

优选的，步骤S1精炼后的DC53钢液喷射成形前，首先浇注至经过预热后的中间包内，所述中间包预热温度为750～850℃，并于所述中间包内保证钢液过热度为80～150℃。

优选的，步骤S1获得的喷射沉积锭中碳化物不均匀度不超过1级。