模具鋼718是什么材質(zhì)(專業(yè)的45號模具鋼)(一種超高熱導(dǎo)率耐磨熱沖壓模具鋼及其制備方法.pdf)
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1、模具鋼718是什么材質(zhì)(專業(yè)的45號模具鋼)
2、一種超高熱導(dǎo)率耐磨熱沖壓模具鋼及其制備方法.pdf
模具鋼718是什么材質(zhì)(專業(yè)的45號模具鋼)
模具鋼718是什么材質(zhì)(專業(yè)的45號模具鋼)。
40CrMnMo7預(yù)硬塑膠模具鋼也就是718H鋼(P20鋼)。
X36CrMo17(預(yù)硬不銹鋼)也就是S136鋼。
一種超高熱導(dǎo)率耐磨熱沖壓模具鋼及其制備方法.pdf
2、稱一種超高熱導(dǎo)率耐磨熱沖壓模具鋼及其制備方法(57)摘要本發(fā)明涉及一種超高熱導(dǎo)率耐磨熱沖壓模具鋼及其制備方法,屬于合金鋼制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。
目前市場上的熱沖壓模具用鋼主要為各種改良H13和H11等高合金熱作模具鋼。
本發(fā)明鋼的成分以其質(zhì)量百分含量為:C:0.33-0.40%;Si:0.30%;Mn:0.30%;W:1.0-2.0%;Mo:4.0-5.0%;Cr:0.30%;V:0.10-0.20%;其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素,雜質(zhì)元素中S:0.01%;P:0.01%;O:30p。
其特點是,以簡單的C、Mo和W元素為主,并協(xié)調(diào)碳化物的配比;保持低Mn、低Cr和超低Si含量;該材料經(jīng)電爐熔煉電渣重熔退火高溫均勻化鍛造退火后,具有良好的機(jī)加工性能;經(jīng)過熱處理后,在性能上具有優(yōu)良的沖擊韌性、回火穩(wěn)定性和熱疲勞性能。
(51)Int.Cl.權(quán)利要求書1頁說明書9頁附圖3頁(19)中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局(12)發(fā)明專利申請權(quán)利要求書1頁說明書9頁附圖3頁(10)申請公布號CNACNA1/1頁21.一種超高熱導(dǎo)率。
4、耐磨熱沖壓模具鋼,其特征在于其合金成分主要由以下元素組成,以質(zhì)量百分含量計:C0.33-0.40%;Si0.30%;Mn0.30%;W1.5-2.0%;Mo4.0-5.0%;Cr0.30%;V0.10-0.20%;其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素,雜質(zhì)元素中S0.01%;P0.01%;O30ppm。
2.一種超高熱導(dǎo)率耐磨熱沖壓模具用鋼的制備方法,其特征在于該方法采用如下過程和步驟:(a)熔煉:按超高熱導(dǎo)率耐磨熱沖壓模具鋼合金成分,以其質(zhì)量百分含量進(jìn)行冶煉:C:0.33-0.40%;Si:0。
5、.30%;Mn:0.30%;W:1.5-2.0%;Mo:4.0-5.0%;Cr:0.30%;V:0.10-0.20%;其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素,雜質(zhì)元素中S:0.01%;P:0.01%;O:30ppm,按傳統(tǒng)常規(guī)的方法進(jìn)行熔煉,將配合料放置于電爐中,在1500以上的溫度進(jìn)行熔煉;然后澆注鋼錠,待用;(b)電渣重熔:電渣重熔工藝為電壓50V,電流2800A,熔速約11mm/min,熔池深度50-60mm,電渣錠規(guī)格120;電渣重熔后可降低氣體和夾雜物的含量,并獲得成份均勻。
6、、組織致密、質(zhì)量高的鋼錠;(c)退火:于700800保溫8小時后隨爐冷卻;(d)高溫均勻化:將上述鋼錠加熱到12351250,并保溫48小時,使鋼成分均勻化,防止成分偏析,改善材料的凝固組織,隨后置于空氣中待溫鍛造;(e)鍛造:鋼錠溫度至12001230,進(jìn)行多向鍛造,終鍛溫度900950,鍛造比應(yīng)大于6;鍛后退火:于800880退火59小時,隨爐冷卻;(f)退火:將上述鋼鍛件毛坯放入加熱爐中,加熱到660700,保溫20-26h,然后爐冷至200后再空冷至室溫;。
7、(g)熱處理工藝:10601100淬火,560640回火3次,各回火2h;最終得到超高熱導(dǎo)率耐磨熱沖壓模具合金鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高熱導(dǎo)率耐磨熱沖壓模具鋼,其特征在于,該鋼的熱處理硬度不低于44HRC,導(dǎo)熱系數(shù)在200時為4446W/(mK),在700時為3335W/(mK)。
權(quán)利要求書CNA21/9頁3一種超高熱導(dǎo)率耐磨熱沖壓模具鋼及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域0001本發(fā)明涉及一種超高熱導(dǎo)率耐磨熱沖壓模具鋼材料及其制備方法,屬于合金鋼制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。
與之前所采用的冷沖壓工藝不同,熱沖壓成形工藝則是有效利用了金屬在高溫下塑性、延展性增加,屈服強(qiáng)度下降這些特性,對金屬零件進(jìn)行成形加工。
與一般的熱作模具鋼相比,熱沖壓模具鋼的服役條件更加復(fù)雜和嚴(yán)苛。
0003鋼板的熱沖壓過程可以大致分為三個步驟:(1)奧氏體化、(2)快速沖壓、(3)保壓(4)淬火冷卻,值得注意的一點是:熱沖壓件是在壓機(jī)保壓狀態(tài)下通過布置有冷卻回路的模具(而不是空氣)而進(jìn)行淬火冷卻的,一定要能夠保證足夠的冷卻速度。
最后獲得的高強(qiáng)度鋼板沖壓件組織為馬氏體,強(qiáng)度可以達(dá)到1500MPa甚至更高。
10、沖壓過程當(dāng)中,熱沖壓模具與坯料直接接觸,熾熱的金屬會使型腔表面急劇升溫,型腔表層也會產(chǎn)生壓應(yīng)力與壓應(yīng)變,這就要求模具具有高的熱強(qiáng)性和熱穩(wěn)定性。
由于在保壓過程當(dāng)中對零部件的淬火是由帶有冷卻水道的模具完成的,這就要求模具要能在極短的時間內(nèi)驅(qū)走型腔內(nèi)的熱量,因此,對熱沖壓模具材料的導(dǎo)熱系數(shù)要求較高。
同時,為了保證模具在服役過程中的尺寸精度,熱沖壓模具鋼的熱膨脹系數(shù)要足夠小。
沖壓件在取出時,熱沖壓模具的溫度下降,相應(yīng)地,型腔表面會產(chǎn)生拉應(yīng)力和拉應(yīng)變,在零件保壓、取出的交替變化過程當(dāng)中,模具極易產(chǎn)生熱疲勞。
在服役過程當(dāng)中,熱沖壓模具鋼要遭受極大的沖擊載荷,。
11、因此,熱沖壓模具需要具有優(yōu)良的韌性。
除此之外,熱沖壓模具在服役過程當(dāng)中會經(jīng)常出現(xiàn)拉毛現(xiàn)象,這對熱沖壓模具的硬度又提出了較高的要求。
綜合上述的分析:熱沖壓模具材料需要具有較高的熱導(dǎo)率、熱強(qiáng)度、硬度、沖擊韌性、淬透性和熱穩(wěn)定性和抗冷熱疲勞性能等。
0004目前,我國使用的熱沖壓模具鋼采用的是國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1299-2000中鋼號為4Cr5MoSiV1(相當(dāng)于北美標(biāo)準(zhǔn)H13鋼)。
這種熱沖壓模具鋼的化學(xué)成分采用C0.32-0.45wt%、Cr4.75-5.50wt%、Mo1.20-1.75wt%、V0.80-1.20wt%、Si0.8。
13、究工作還非常少,目前的工作主要集中在定性研究鋼中的某種元素對其熱導(dǎo)率的影響。
金屬中的熱傳導(dǎo)是由聲子和自由電子共同作用的,自由電子引起的熱導(dǎo)率可通過電導(dǎo)率,利用Wiedemann-Franz定律獲得,聲子引起的熱導(dǎo)率目前無法進(jìn)行實驗測量。
對于那些含有較多合金元素的合金,除了聲子對自由電子的散射,還包括它的溶質(zhì)原子對自由電子傳導(dǎo)的影響,溶質(zhì)原子在自由電子運(yùn)動的過程中有很大的散射作用,因此合金的導(dǎo)熱能力大大低于純金屬。
從原子結(jié)構(gòu)上分析,W、V、Mo、Cu、Mn、Ni、Cr等元素與Fe均為過渡族元素,外層電子結(jié)構(gòu)排布類似,可以期待通過這些金屬的加。
14、入對鋼的熱導(dǎo)率有較好的影響,而C和Si的外層電子結(jié)構(gòu)與Fe差異大,因此,要提高鋼的熱導(dǎo)率需要控制C和Si的量。
同時,為了使模具鋼也能兼具高的耐磨性,常常會以向鋼中加入一些適合的合金元素以期獲得較高的耐磨損性,通常而言,使用較多的是Mo、W、V等元素,此三種元素的加入可以與鋼種的C形成復(fù)雜的碳化物。
經(jīng)過合適的熱處理工藝,這三種合金元素的碳化物可以彌散、均勻地分布在鋼的基體中顯著改善鋼的耐磨損性能。
0005本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的對比分析通過輸入相關(guān)本發(fā)明內(nèi)容的關(guān)鍵詞在對中外專利進(jìn)行檢索發(fā)現(xiàn),涉及到和本專利相關(guān)聯(lián)的熱作模具鋼及其冶金。
15、制造技術(shù)的專利號為:1)專利申請?zhí)枺篊N.6,名稱:一種具有良好熱強(qiáng)性及高韌性的熱作模具鋼,該種鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:C:0.280.35%、Si:0.200.50%、Mn:0.200.80、Cr:4.505.50%、Mo:2.002.80%、V:0.40.80%、P:0.025%、S:0.025%、Nb:0.050.20%、N:0.010.03%,余量為Fe和不可避免雜質(zhì)元素。
00062)專利申請?zhí)枺篊N.0,名稱:高熱穩(wěn)定。
16、性高強(qiáng)度的熱作模具鋼,該鋼具有以下成分及重量百分比:C:0.30.6,Si:0.50.7,Mn:10.514.5,Cr:2.06.0,Mo:1.53.5,V:0.52.0,P:0.010.02,S:0.005,Fe余量。
00073)專利申請?zhí)枺篊N.0,名稱:具有出色的韌性和熱導(dǎo)率的熱加工工具鋼,其化學(xué)成份重量百分比含量為:C0.2-1.2%;N0-1%;B0-1%;Cr1.2。
00084)專利申請?zhí)枺篊N.6,名稱:。
17、高熱強(qiáng)性熱作模具鋼材料,其化學(xué)成分及重量百分比:Cr3.54.0,Mo2.02.5,V1.01.5,W1.01.5,Mn0.10.5%,Ni0.10.25,C0.30.35,Si0.10.5,S0.0050.01,P0.010.02%,Fe余量5)專利:WO2011JP72317,名稱:超耐腐蝕高熱導(dǎo)率模具材料和制備方法,這種鋼的成分包含及重量百分比:0.07-0.15%C,0-0.8%Si,0-1.5%Mn,0.05%P;0.06%S;0-0.9%Ni,2.94.9%Cr;Mo和W的單。
18、獨或者混合(Mo+1/2W)添加量0-0.8%;0-0.15%V,0.25-1.8%Cu,其余為Fe和雜質(zhì)元素。
00096)專利:US,名稱:一種高韌性和高溫強(qiáng)度熱作工具鋼和制造方說明書CNA43/9頁5法,這種熱作工具鋼包含以下成分,質(zhì)量百分?jǐn)?shù):C:0.34-0.40%,Si:0.3-0.5%,Mn:0.45-0.75%,Ni:0-0.5%,Cr:4.9-5.5%,(Mo+1/2W):2.5-2.9%Mo和W可混合添加或者單獨添加,V:0.5-0.7%,。
19、余量為Fe和雜質(zhì)元素.對比分析如下:從成份的對比可以看出,本發(fā)明的化學(xué)成份的元素含量和專利1-6明顯不同,元素對材料的性能作用的機(jī)理也就不同,材料的應(yīng)用環(huán)境也有所不同。
00101)專利申請CN.6與本發(fā)明的類似之處是控制極低的C含量,但專利CN.6中則添加了N和Nb兩種元素,且其Cr含量也比本發(fā)明中的為多。
N作為奧氏體形成和穩(wěn)定的強(qiáng)化元素,其作用大約為Ni的20倍,該專利中N的作用主要是替代了Ni并與Nb形成穩(wěn)定的碳氮化物。
20、度,鈮對鋼的強(qiáng)化作用主要是細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化。
Nb除了能和碳生成碳化物外,更是能和N生成碳氮化物,而且可以使碳化物分散并形成具有細(xì)晶化的鋼。
Cr的加入主要是為了提高鋼的抗高溫氧化和抗高溫腐蝕性能,并能夠提高鋼的熱強(qiáng)性。
00112)專利申請CN.0與本發(fā)明相比,化學(xué)元素差別較大,專利申請CN.0中雖然也控制Si的含量,但是該專利中Si的含量要比本專利為高。
本專利中除了要控制低的Si的含量,還要控制Mn這一合金元素的含量,專利申請CN.0中加入大量的Mn,。
21、Mn的加入使該種鋼具有了足夠的韌性,強(qiáng)度和硬度也有較大的提高,鋼的淬透性和熱加工性能也有明顯的提高。
Cr在2%-6%的范圍內(nèi)主要是為了提高鋼的抗高溫氧化和抗高溫腐蝕性能,并兼具較高的熱強(qiáng)性。
00123)專利申請CN.0與本發(fā)明的共通之處是控制較少量的C、Si、Cr,添加Mo、W,但是與本專利的含量還是相差較大。
專利.0的鋼中添加了Ni和N,B;添加Ni有利于獲得高的淬透性,而添加N和B使一些碳化物中的C被N和B所代替,從而獲得高熱導(dǎo)率。
22、CN.0中還加入了多種微量合金元素,例如Ta、Zr、Nb、Cu、Co等,這些元素的加入將極大地提高該種產(chǎn)品的成本。
00134)專利申請CN.6與本發(fā)明均采用控制C、Si、Mn元素的含量、同時添加Mo、W。
添加Mo主要為了提高淬透性和回火穩(wěn)定性,同時Mo還能形成碳化物以提高鋼的硬度和強(qiáng)度,增加鋼的耐磨性。
添加W可以提高模具鋼的高溫強(qiáng)度,使鋼具有熱硬性。
專利申請CN.6中的Cr要多于本發(fā)明,本發(fā)明中需要將Cr的含量控制在0.3%以下,以達(dá)到能提高鋼。
23、的熱導(dǎo)率的作用,而專利申請CN.6添加3.5-4.0%的Cr主要是為了提高鋼的強(qiáng)度和硬度,并使該鋼種在高溫下依然具有優(yōu)異的抗高溫氧化性和抗高溫腐蝕性能。
值得注意的一點是:專利CN.6中添加了0.10.25的Ni和1.01.5的V,添加0.1%-0.25%的Ni可以起到細(xì)化晶粒增加韌性,而本發(fā)明沒有添加Ni也可以達(dá)到細(xì)化晶粒增加韌性的作用。
V的加入可以極顯著地提高模具鋼的熱強(qiáng)性,同時V的碳化物極為細(xì)小也極為堅硬,彌散地分布在鋼的基體中也可以提高鋼的耐磨性。
24、:WO2011JP72317對C、Si、Mn的量都控制的極低,尤其是C的含量,已經(jīng)低于本發(fā)明所要求的C含量額度,C含量如此之低主要是為了獲得更多鐵素體基體,以盡量提高鋼的熱導(dǎo)率,控Si控Mn,主要是為了減少這兩種元素對鋼的熱導(dǎo)率的有害的影響。
但專利WO2011JP72317的Cr含量在2.9-4.9%的范圍內(nèi),這主要還是為了能夠使Cr能夠與鋼中的C形成碳化物,而另一部分則固溶到鋼的基體中,以達(dá)到固溶強(qiáng)化的作用。
Patent:WO2011JP72317中最值得人關(guān)注的是加入了0.25%-1.8%的Cu,銅在鋼中的突。
批發(fā)Cr12MoV模具鋼 Cr12,
力學(xué)性能:硬度:退火,255~207HB,壓痕直徑3.8~4.2mm;淬火,≥60HRC。
Cr12MoV模具鋼淬透性、淬火回火后的硬度、強(qiáng)度、韌性比CR12高,直徑為300400mm以下的工件可淬透,淬火變形小,但高溫塑性較差。
Cr12MoV多用于制造截面較大、形狀復(fù)雜、工作負(fù)荷較重的合種模具和工具。
熱處理規(guī)范:1.淬火,950~1000℃油冷;2.淬火1020℃,200℃回火2h。
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