[发明专利]一种高耐热性、高稳定性和高韧性的模具钢及其制造工艺

说明书

本发明涉及一种高耐热性、高稳定性和高韧性的热作模具钢及其制造工艺，按重量百分比计，其基体由如下组分组成：C 0.37‑0.42％，Si 0.40‑0.60％，Mn 0.38‑0.55％，Cr 4.50‑5.50％，Ni 0.08‑0.20％，Mo 1.40‑1.80％，V 0.40‑0.80％，Nb 0.01‑0.03％，Ti 0.02‑0.05％，Os 0.01‑0.03％，La 0.04‑0.06％，Co 0.006‑0.012％，W 0.005‑0.010％，Cu≤0.06％，S≤0.005％，P≤0.015％，余量为Fe，本发明的热作模具钢具有优异的中心部开裂性，耐热软化性良好，能够保持长时间的高硬度，热稳定性好，导热性好。

技术领域

本发明涉及一种模具钢及其制造工艺，尤其涉及一种具有高耐热性、高稳定性和高韧性的热作模具钢及其制造工艺。

背景技术

随着我国工业的发展，模具钢的需求量迅速增加。在机械行业诸多产品中，模具被列为重点支持发展的产业，极大地促进了模具工业的发展。

热作模具一般是在高温、热冲击等恶劣工作条件下工作的，因此要求热作模具钢具有优良的综合性能。目前，工业生产上广泛使用的是H13钢。H13是最常用的热作模具钢之一，最早由美国在上世纪下半叶开发，由于其具有十分优异的浮透性，以及韧性好、耐磨性高、热疲劳好等特点，在热作模具钢中，H13的综合性能十分突出，因此，它迅速成为世界主流的热作模具钢。

H13钢在600℃以下工作，具有良好的热稳定性和抗热疲劳性能，较好的强韧性结合，但在600℃以上，材料的强度和热稳定性急剧下降，失去了原来的优异性能。而高耐热性的H21钢在高温条件下抗热疲劳性能较差，模具常常因发生龟裂纹而失效，这大大降低了模具的使用寿命，增加了生产成本。

虽然近几年我国模具钢产量不断攀升，模具钢的制造水平取得了长足的进步，但热作模具钢与美、日、法及瑞士等国际先进水平相比还存在较大的差距。而进口模具钢的价格很贵，一般为国产钢的3～5倍。

鉴于上述热作模具钢的现状，许多国内外钢铁厂和研究机构都致力于开发新型高性能的热作模具钢的，已经取得一定的研究成果，研发了一大批热作模具钢，但其更多的是侧重某一方面的性能，因而其应用领域有限。

发明内容

本发明针对现有热作模具钢在大型挤压模具上质量不够稳定方面存在的不足，提供一种兼有高耐热性、高稳定性和高韧性的热作模具钢及其制造工艺。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种高耐热性、高稳定性和高韧性的模具钢，其特征在于，按重量百分比计，其基体由如下组分组成：C 0.37-0.42％，Si 0.40-0.60％，Mn 0.38-0.55％，Cr 4.50-5.50％，Ni 0.08-0.20％，Mo 1.40-1.80％，V 0.40-0.80％，Nb 0.01-0.03％，Ti 0.02-0.05％，Os0.01-0.03％，La 0.04-0.06％，Co 0.006-0.012％，W 0.005-0.010％，Cu≤0.06％，S≤0.005％，P≤0.015％，余量为Fe。

进一步，按重量百分比计，其基体由如下组分组成：C 0.38％，Si 0.45％，Mn0.42％，Cr 4.70％，Ni 0.10％，Mo 1.50％，V 0.50％，Nb 0.02％，Ti 0.03％，Os 0.01％，La 0.04％，Co 0.008％，W 0.005％，Cu≤0.06％，S≤0.005％，P≤0.015％，余量为Fe。

进一步，按重量百分比计，其基体由如下组分组成：C 0.39％，Si 0.50％，Mn0.50％，Cr 5.10％，Ni 0.12％，Mo 1.60％，V 0.60％，Nb 0.02％，Ti 0.04％，Os 0.01％，La 0.04％，Co 0.010％，W 0.007％，Cu≤0.06％，S≤0.005％，P≤0.015％，余量为Fe。