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本文导读目录:
1、SDC99冷作模具钢深冷处理试验及数值分析
2、冷作模具钢及其制备方法.pdf
3、高碳高合金冷作模具钢,High
SDC99冷作模具钢深冷处理试验及数值分析
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冷作模具钢及其制备方法.pdf
本发明涉及一种模具钢,尤其涉及一种冷作模具钢,同时,本发明还涉及该冷作模具钢的制备方法。
近年在塑料加工、海洋开发、石油化工等领域,由于加工制造或零件使用环境通常具有腐蚀、磨损、高强度应力加载的复杂工况特点,对具有优异力学强度、耐蚀性能、耐磨性能的工具钢有大量需求。
为适应市场对耐磨性、耐蚀性的要求,厂家多采用提高冷作模具钢材料中V含量增加材料中硬度最高的次生相MC的措施,来提高耐磨性;控制基体Cr含量大于11%来提高耐蚀性。
为解决现有技术中存在的不足,本发明提供了一种更优化的冷作模具钢。
为实现上述目的,本发明的冷作模具钢由以下质量百分比的组分制得:C2.02.25%,Cr11.512.5%,V44.5%,Si0.250.5%,Mn0.20.5%,Mo0.71.5%,Al0.10.15%,Re0.150.2%,S≤0.01%,P≤0.025%,N≤0.015%,余量为Fe和不可避免的杂质。
采用2.02.25%的C,使冷作模具钢具有较好的淬透性和耐磨性。
采用11.512.5%的Cr,能显著提高强度、硬度,提高钢的耐氧化性及耐磨性。
11.512.5%的Cr与2.02..25%的C配合,既保证在基体中Cr含量大于11%,又通过控制总的Cr含量,减少大颗粒M23C6碳化物的数量,进而增强了钢的热加工性。
采用4-4.5%的V,增加钢种MC碳化物数量,提高钢的耐磨性。
同时采用≤0.015%N与4-4.5%V的配合,防止钢水在浇注过程中以VN形核形成一次碳化物MC,控制MC碳化物的形状及颗粒尺寸,利于传统工艺的后续锻造。
Al用作炼钢时的脱氧定氮剂,细化晶粒,改善钢在低温时的韧性,降低钢的脆性转变温度,扩大钢的热加工温度范围。
Re稀土细化钢种晶粒,减少晶界上的共晶碳化物,使共晶碳化物网格变小,厚度变薄,使共晶碳化物弥散分布,减少了合金元素的偏析。
采用0.1-0.15%的Al和0.15%的Re共同作用,使钢种晶粒细化,抑制钢的MC碳化物偏析。
采用0.25-0.5%的Si强化铁素体,增强钢热处理的二次硬化能力,降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性。
采用0.7-1.5%的Mo,钼对铁素体有固溶强化的作用,提高钢的红硬性。
采用0.28-0.5%Mn,使得切削容易碎断,有利于提高加工表面的质量。
S是非金属夹杂物形成元素,为改善消除S与Fe等其它元素形成低熔点非金属夹杂的危害,控制适量Mn与S形成MnS,但MnS在压延方向延伸分布,使压延方向的韧性降低,希望S含量越低越好,本发明要求S≤0.010%。
P是晶界偏聚元素,对钢的冲击韧性影响很大,P含量越低,对钢的韧性越有利,特别是0.015%以下钢的冲击值纵横异性显著减小,但由于高合金钢冶炼时对P去除很难,主要通过控制原料P含量及通过电渣重熔工艺达到要求结合经济性成本考虑,本发明控制P≤0.025%。
通过上述组分及其含量的配合限定,能够以传统工艺冶炼铸锻出具有高硬度、强度、耐磨性、韧性及高淬透性、淬硬性的冷作模具钢,适用于塑料加工、海洋开发、石油化工等领域冷作模具钢的需要。
作为对上述方式的限定,所述冷作模具钢由以下质量百分比的组分制得:C2.15%,Cr12%,V4%,Si0.4%,Mn0.45%,Mo1%,Al0.12%,Re0.2%,S0.007%,P0.015%,0.015%N,余量为Fe和不可避免的杂质。
同时,本发明提供了这种冷作模具钢的制备方法,该方法包括以下步骤:。
a、采用中性坩埚将合金及高速钢返回料熔化倒入钢包,经LF炉外精炼,VD真空除气,保证N≤0.015%;。
b、在VD破真空即将浇注时向钢水加入Re进行变质处理;。
采用传统工艺进行冷作模具钢的冶炼铸锻,需要在VD真空除气工序保证N≤0.015%,防止钢水在浇注过程中以VN形核形成一次碳化物MC,控制MC碳化物的形状及颗粒尺寸;还需要对钢水通过加入Re稀土进行变质处理,利用Al和Re的共同作用,使钢种晶粒细化,抑制钢的MC碳化物偏析;最后通过电渣重熔减少MC碳化物的偏析,得到符合要求的冷作模具钢。
作为对上述方式的限定,所述步骤c中加热开坯温度为1180℃1195℃。
本实施例涉及一种冷作模具钢,包括以下质量百分比的组分:。
2.15%C,12%Cr,4%V,0.4%Si,0.45%Mn,1%Mo,0.12%Al,0.2%Re,0.007%S,0.015%P,0.015%N,余量为Fe和不可避免的杂质。
a、根据C、Cr、Mo、V目标质量百分比配料,采用中频感应炉冶炼钢水,钢水倒入钢包中经LF炉外精炼,VD真空除气,保证N≤0.015%;。
b、在VD破真空即将浇注时将质量为钢液0.20%的Re稀土放入钢包进行变质处理;。
棒材产品取力学试样经1050-1150℃淬火,500-550℃回火。
按国标GB/T230、B/T229对产品进行性能检验,结果如下表:。
上述产品性能检测结果符合GB/T1299-2000《合金工具钢、ASTMA681-2008《合金工具钢相关标准要求。
高碳高合金冷作模具钢,High
由于铜合金的高导热性能,使得模具设计工程师不必在冷却系统上大做文章,尤其是对于那些由于结构或者尺寸原因而不能设计出冷却水道的部件而言,只需要将Ampco合金模具与循环的冷却液接触就能达到理想的冷却效果,而无需设计出冷却水道。
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