高强韧热锻模具用钢及其制造方法与流程

技术特征：
1.一种高强韧热锻模具用钢，其特征在于，所述高强韧热锻模具至少包括以下种类的组分：c、si、mn、cr、mo或v元素中的任意一种或至少两种的混合物。2.根据权利要求1所述的高强韧热锻模具用钢，其特征在于，所述高强韧热锻模具用钢按质量百分比至少包括以下组分：c：0.45～0.60％si：0.10～0.30％mn：0.40～0.60％cr：4.50～5.50％mo：2.00～3.00％v：0.30～0.60％，其余为fe及不可避免的杂质。3.根据权利要求1或2所述的高强韧热锻模具用钢的制备方法，其特征在于，生铁的电炉冶炼、lf炉精炼和vd真空除气，在氩气保护下进行模铸；钢锭在保护气氛下进行电渣重熔，电渣锭退火、高温均质化处理后锻造成型和锻后热处理；电渣锭经模具机加工和超声波探伤后得到高强韧热锻模具用钢。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，生铁加入电炉，在电炉出钢前，保持c的含量≥0.10％，电炉出钢前实时控制钢中p、s、c含量及出钢温度；钢液在lf炉精炼过程中，采用al粉、c粉或电石中的任意一种或至少两种的混合物进行扩散脱氧；钢液中加入含有mn、v、cr、mo的合金原料，在钢液中补充元素mn、v、cr、mo。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，钢液在vd真空除气之前，保证feo含量≤0.50％；在vd真空除气之后，保证h含量≤2.0ppm，且自由氧含量≤5ppm。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，使用三七渣料进行电渣重熔，所述三七渣料中，caf2和al2o3的质量比为7：3；采用钢屑和/或萤石粉作为造渣引弧剂。7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，钢锭经1270℃高温扩散后开始锻造，一火钢锭采用平板间圆柱体整体鐓粗，镦粗后的高度与边宽比为0.8
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1.0，采用无曼内斯曼效应的锻造法拔长下料，以打碎粗大的铸态组织和块状碳化物；二火坯料经整体镦粗，镦粗后的高度与边宽比为0.8
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1.0，采用宽砧强力压下锻造法拔长下料，保证组织的致密；最后一火炉温1230
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1250℃，镦粗后的高度与边宽比为1.8
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2.2。8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，锻后首先快速升温至a
cm
以上80℃保温，随后再次升温至a
c3
以上30℃保温，获得奥氏体 大量弥散未溶的渗碳体晶核组织；而后通过水空交替快速冷却工序，避免二次碳化物沿晶界析出，获得马氏体 下贝氏体 渗碳体晶核 少量残余奥氏体的整合组织；最后进行球化退火将组织球化，获得粒状珠光体 颗粒状碳化物的均匀组织。9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，锻后入炉在830～850℃退火炉中待料，然后升温至1000
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1040℃之间保温8～10小时，升温速率≥100℃/h，均匀奥氏体组织，再缓冷至700
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760℃之间保温15～20小时，使组织发生珠光体转变；然后再升温至1000
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1040℃之间保温10～15小时，升温速率≥100℃/h，再次重新奥氏体化以细化晶粒、均匀组织；此后进行水空交替冷却，避免网状碳化物析出；最后进行球化退火将组织球化，获得粒状珠光体 颗粒状碳化物的均匀组织。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，水空交替冷却过程中，采用水空交替冷却将锻件表面温度降至250～300℃，再在300～350℃的低温炉中保温8～10小时，消除淬火应力；然后以升温速率≥100℃/h再次升温至740～760℃保温2～4小时，之后再次以升温速率≥100℃/h升温至820～840℃保温20～25小时，最后炉冷至500℃以下出炉空冷。

技术总结
本发明公开了一种高强韧热锻模具用钢，所述高强韧热锻模具至少包括以下种类的组分：C、Si、Mn、Cr、Mo或V元素中的任意一种或至少两种的混合物。本发明还公开了一种高强韧热锻模具用钢的制备方法。本发明的高强韧热锻模具用钢既保证了热作模具钢的高韧性，又显著提高了其室温强度，硬度达50～56HRC以上，抗拉强度2000MPa左右，保持无缺口冲击功在300J以上，综合性能优良。合性能优良。


技术研发人员：夏云峰 周仲成 任胜利 胡永平 张光川 邵忠伟 涂明金 范宇静 任瑞琴 李巍
受保护的技术使用者：内蒙古北方重工业集团有限公司
技术研发日：2021.10.08
技术公布日：2022/1/4