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CN101392354B - 一种高合金冷作模具钢 - Google Patents

一种高合金冷作模具钢 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高合金冷作模具钢，其特征在于以重量百分比(wt％)计其化学成份为：C1.0～2.5，Si≤1.3，Mn≤1.5，Cr6.0～15.0，V≤2.5，B0.01～0.4，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明模具钢的硬韧性达到甚至超过Cr12MoV或Cr12Mo1V1，且材料不含Mo、成本比Cr12MoV或Cr12Mo1V1低，且使用寿命更长，特别适合用于制作高精度高寿命冷作模具。

Description

一种高合金冷作模具钢
技术领域
本发明的模具钢是一种高碳高铬系冷作模具钢，属于高合金冷作模具钢范畴。
背景技术
高合金冷作模具钢是高精度高寿命冷作模具的首选材料，主要钢种为Cr12、Cr12MoV和Cr12Mo1V1。Cr12是最早的高碳高铬系冷作模具钢，它含有极高的碳和铬，分别达到C2.0～2.3wt％和Cr11.0～13.0wt％，从金相组织上判断，它属于莱氏体钢，有很高的淬透性、淬硬性和耐磨性，这是其显著的优点，但是，正由于它是莱氏体钢，组织中存在大量的一次碳化物，即使经过反复的镦拔变形，其碳化物块度仍然较大，分布仍难以均匀，而且热处理方法不能有效改善之，组织不良是其主要的缺陷，表现在力学性能上就是硬度高而韧性不足，只能制造一些韧性要求不高的冷作模具。Cr12MoV是由Cr12发展而来，仍属于莱氏体钢，但在成分设计上有重大改进，降低了C含量，增加了合金元素0.5wt％Mo和0.3wt％V，淬透性进一步提高，热处理变形更小，金相组织中一次碳化物数量明显减少，热加工变形能力提高，一次碳化物的分布均匀性大为改善，形态由大块角状向圆润块状转变，同Cr12相比，基本消除了组织不良缺陷，表现在力学性能上就是在保持高硬度的同时，韧性大为提高，可以制造形状复杂、高精度要求的冷作模具。Cr12Mo1V1较Cr12MoV的碳含量又有微幅下降，而Mo、V的含量均提高至1.0wt％左右，变形加工及热处理后的一次碳化物基本球化，碳化物数量、分布和形态对材料强韧性的影响减少到最小，淬透性和耐磨性较Cr12MoV进一步提高，它是目前高碳高铬系冷作模具钢中性能最优的模具钢。
上述的Cr12、Cr12MoV和Cr12Mo1V1的化学成分及性能见表1.
表1  Cr12、Cr12MoV和Cr12Mo1V1的化学成分及性能
Figure G2008101219699D00011
发明内容
本发明的目的在于发明一种硬韧性达到甚至超过Cr12MoV或Cr12Mo1V1，且材料不含Mo、成本比Cr12MoV或Cr12Mo1V1低的高合金冷作模具钢。
本发明为达到上述发明目的所采用的技术方案为：该高合金冷作模具钢，其特征在于以重量百分比(wt％)计其化学成份为：C1.0～2.5，Si≤1.3，Mn≤1.5，Cr6.0～15.0，V≤2.5，B0.01～0.4，其余为Fe和不可避免的杂质。其中的Si、Mn、V的重量百分(wt％)含量优选为：Si0.01～1.3，Mn0.01～1.5，V0.05～2.5。
本发明高合金冷作模具钢的优选组成为：以重量百分比(wt％)计其化学成份为：C1.2～2.3，Si0.1～1.0，Mn0.1～1.2，Cr7.0～13.89，V0.05～2.05，B0.02～0.30，其余为Fe和不可避免的杂质。进一步的优选组成为：以重量百分比(wt％)计其化学成份为：C1.25～1.74，Si0.25～0.6，Mn0.19～0.33，Cr11.0～13.0，V0.40～1.03，B0.08～0.15，其余为Fe和不可避免的杂质。
B的作用如下：通常认为B在碳钢中的溶解度很低，如在奥氏体中的溶解度小于0.02wt％，在铁素体中的溶解度小于0.002wt％，但本发明的研究表明，如果在碳钢中添加合金元素，特别是添加Cr，且含量达到6.0wt％以上时，可以显著地提高B在高温奥氏体中的溶解度，本发明充分利用了这一特性，在高铬钢中添加了超出常规含量的B，最高含量达到0.4wt％，以获得B在奥氏体中的最大固溶度。本发明中的B以两种形式存在，部份固溶于奥氏体或基体中，大部分形成共晶硼化物。
固溶于奥氏体或基体中的B有如下的作用：
(1)提高基体淬透性；
(2)细化马氏体亚结构，提高基体韧性；
(3)在退火过程中，固溶B优先引导二次化合物析出，增加二次析出物数量，改善Me(C，B)形态，提高材料均匀性；
(4)B固溶于奥氏体，降低基体高温屈服强度，提高基体的热变形能力，减少轧制或锻造裂纹，提高出材率。
共晶硼化物提高材料硬度、增强耐磨性，但对材料韧性不利，且不利于热变形。
综合上述两方面的作用，本发明中B的含量存在一个合适区间。
本发明的模具钢的制造工艺为：电弧炉熔炼，浇注钢锭→锻造→去应力退火→切割去黑皮→入库。
将本发明中的B元素及其含量应用于Cr12MoV、Cr12Mo1V1，可以发挥相同的作用，将进一步提高淬透性和硬韧性。
与现有技术相比，本发明有如下显著效果：本发明模具钢的硬度和韧性达到甚至超过Cr12MoV、Cr12Mo1V1，且材料不含价格昂贵的金属Mo，成本比Cr12MoV、Cr12Mo1V1低，且使用寿命更长。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明26个实施例模具钢的化学成分见表2(余量的铁和不可避免的杂质表中未予标示)，模具钢的制造工艺为：电弧炉熔炼，浇注钢锭→锻造→去应力退火→切割去黑皮→入库。
上述26个实施例的模具钢经淬回火后的硬度和冲击韧度见表2。
表2  B改性高合金冷作模具钢的化学成分、硬度和冲击韧度
Figure G2008101219699D00031
用本发明的B改性高合金冷作模具钢制造的凸凹冲模，冲裁A3钢板，使用寿命高于用商品Cr12MoV和Cr12Mo1V1制造的相同模具，见表3。
表3  使用寿命对比
Figure G2008101219699D00041

Claims (3)

1.一种高合金冷作模具钢，其特征在于以重量百分比(wt％)计其化学成份为：C1.0～2.5，Si 0.01～1.3，Mn 0.01～1.5，Cr6.0～15.0，V 0.05～2.5，B0.01～0.4，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的高合金冷作模具钢，特征在于以重量百分比(wt％)计其化学成份为：C1.2～2.3，Si0.1～1.0，Mn0.1～1.2，Cr7.0～13.89，V0.05～2.05，B0.02～0.30，其余为Fe和不可避免的杂质。
3.如权利要求2所述的高合金冷作模具钢，特征在于以重量百分比(wt％)计其化学成份为：C1.25～1.74，Si0.25～0.6，Mn0.19～0.33，Cr11.0～13.0，V0.42～1.03，B0.08～0.15，其余为Fe和不可避免的杂质。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101392354B (zh) * 2008-10-24 2010-09-08 宁波禾顺新材料有限公司 一种高合金冷作模具钢
CN102268606B (zh) * 2011-07-22 2012-10-31 霸州市三迪超硬工模具有限公司 一种高耐磨压砖用模具钢
CN102277532A (zh) * 2011-08-19 2011-12-14 广东金型重工有限公司 一种冷作模具钢Cr8及其生产方法
CN104532135B (zh) * 2014-12-24 2017-03-22 河冶科技股份有限公司 冷作模具钢及其制备方法
CN105089711B (zh) * 2015-06-25 2017-08-08 重庆德蚨乐机械制造有限公司 涡轮增压器及其喷嘴环
CN105755362B (zh) * 2016-02-23 2017-09-01 湖南省冶金材料研究院 一种高碳高铬粉末冶金耐磨材料及其制备方法
CN105648359B (zh) * 2016-04-14 2018-01-12 山东鸿民轧辊模具有限公司 一种耐磨冷作模具钢及应用及制备方法
CN111349871A (zh) * 2018-12-24 2020-06-30 溧阳市金昆锻压有限公司 一种莱氏体钢高耐磨性压辊壳
CN116949359B (zh) * 2023-07-31 2025-04-15 二重（德阳）重型装备有限公司 耐热CrMoNiV铸钢材料及其制备方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3382065A (en) * 1967-10-06 1968-05-07 Caterpillar Tractor Co Stainless steel metal-to-metal high speed seals
US3791818A (en) * 1972-08-14 1974-02-12 Us Air Force Steel alloy
FR2405749A1 (fr) * 1977-10-14 1979-05-11 Thome Cromback Acieries Nouveaux corps broyants forges, notamment boulets de broyage, et leur procede de fabrication
SU703600A1 (ru) * 1978-06-19 1979-12-15 Гомельский Филиал Белорусского Ордена Трудового Красного Знамени Политехнического Института Штампова сталь
US4362553A (en) * 1979-11-19 1982-12-07 Marko Materials, Inc. Tool steels which contain boron and have been processed using a rapid solidification process and method
JPS5925026B2 (ja) * 1979-11-29 1984-06-13 大同特殊鋼株式会社 金型用鋼
FR2541910B1 (fr) * 1983-03-01 1985-06-28 Thome Cromback Acieries Barre de broyage a haute resistance et son procede de fabrication
JPS60208457A (ja) * 1984-03-30 1985-10-21 Daido Steel Co Ltd 合金工具鋼
JPH0717986B2 (ja) * 1985-03-16 1995-03-01 大同特殊鋼株式会社 合金工具鋼
JP2809677B2 (ja) * 1989-03-22 1998-10-15 日立金属株式会社 転造ダイス用鋼
JPH0364429A (ja) * 1989-07-31 1991-03-19 Daido Steel Co Ltd 被削性に優れた工具鋼
JPH03115545A (ja) * 1990-07-27 1991-05-16 Daido Steel Co Ltd プラスチック型用鋼
JP2636816B2 (ja) * 1995-09-08 1997-07-30 大同特殊鋼株式会社 合金工具鋼
DE10039144C1 (de) * 2000-08-07 2001-11-22 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung präziser Bauteile mittels Lasersintern
JP2004169177A (ja) * 2002-11-06 2004-06-17 Daido Steel Co Ltd 合金工具鋼及びその製造方法、並びにそれを用いた金型
CN100513609C (zh) * 2002-12-25 2009-07-15 日立金属株式会社 尺寸变化抑制特性优异的冷模具钢
CN101392354B (zh) * 2008-10-24 2010-09-08 宁波禾顺新材料有限公司 一种高合金冷作模具钢

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JP2011510175A (ja) 2011-03-31
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