阅读说明：本技术 一种高耐磨性冷作模具钢及其生产方法 (High-wear-resistance cold-work die steel and production method thereof ) 是由 余祥 于 2019-12-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高耐磨性冷作模具钢及其生产方法,其化学组分和质量百分比含量为：C 0.078-0.10%,Si 0.15-0.20%,Mn 0.52-0.68%,P≤0.008%,S≤0.006%,Cr 11.2-13.5%,Ni 0.005-0.008%,W 0.001-0.003%,V 0.002-0.005%,Mo 0.003-0.007%,其余为Fe和不可避免的杂质,制备时,首先对铁水冶炼除杂,再对铁水锻造成钢坯后进行轧制后即可；本发明的冷作模具钢切削性能好,能满足机床的切削性能,由于强度高,避免了脆性引起的断裂,延长了机床的使用寿命,切削精度高。(The invention discloses a high-wear-resistance cold-work die steel and a production method thereof, wherein the high-wear-resistance cold-work die steel comprises the following chemical components in percentage by mass: 0.078-0.10% of C, 0.15-0.20% of Si, 0.52-0.68% of Mn, less than or equal to 0.008% of P, less than or equal to 0.006% of S, 11.2-13.5% of Cr, 0.005-0.008% of Ni, 0.001-0.003% of W, 0.002-0.005% of V, 0.003-0.007% of Mo and the balance of Fe and inevitable impurities, and during preparation, firstly, molten iron is smelted to remove impurities, and then the molten iron is forged into a billet and then rolled; the cold-work die steel has good cutting performance, can meet the cutting performance of a machine tool, avoids fracture caused by brittleness due to high strength, prolongs the service life of the machine tool, and has high cutting precision.)

一种高耐磨性冷作模具钢及其生产方法

技术领域

本发明设计炼钢技术领域，具体是一种高耐磨性冷作模具钢及其生产方法。

背景技术

冷作模具在工作时，由于表面与坯料之间产生许多次摩擦，模具在这种情况下必须仍能保持较低的表面粗糙度值和较高的尺寸精度，以防止早期失效。由于模具材料的硬度和组织是影响模具耐磨性能的重要因素，因此为了提高冷作模具的抗磨性能，通常要求模具硬度高于加工件硬度30%～50%，材料的组织为回火马氏体或下贝氏体，其上分布均匀、细小的颗粒状碳化物。

冷作模具钢的工艺性能，直接关系到模具的制造周期及制造成本。对冷作模具钢的工艺性能要求，主要有锻造工艺性、切削工艺性、热处理工艺性等。由于冷作模具钢在制作各种工具时，对切削性能要求高，现有的模具钢难以满足上述切削性能的要求，因此，研发一种高耐磨性冷作模具钢及其生产方法是本发明研究的重要内容。

发明内容

本发明的目的就是提供一种高耐磨性冷作模具钢及其生产方法，该模具钢强度高，切削性能好，满足性能要求。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明的一种高耐磨性冷作模具钢，其化学组分和质量百分比含量为：C 0.078-0.10%，Si 0.15-0.20%，Mn 0.52-0.68%，P≤0.008%，S≤0.006%，Cr 11.2-13.5%，Ni 0.005-0.008%，W 0.001-0.003%，V 0.002-0.005%，Mo 0.003-0.007%，其余为Fe和不可避免的杂质。

优选地，本发明中各化学组分质量百分比为：C 12.2%，Si 0.17%，Mn 0.59%，P0.0044%，S 0.0039%，Cr 0.47%，Ni 0.006%，W 0.002%，V 0.004%，Mo 0.005%，其余为Fe和不可避免的杂质。

进一步地，本发明中所述钢材的屈服强度≥420MPa。

本发明的一种高耐磨性冷作模具钢的制备方法，包括以下步骤：

（1）在铁水罐中兑入铁水，将铁水用脱硫剂进行深脱硫预处理，再进入顶底复吹转炉冶炼，加入脱磷剂将铁水中的磷含量降低至P≤0.010%，再进入精炼炉加入脱硫剂将铁水中的硫含量S≤0.004%，添加合金料SiFe、MnFe、CrFe调整至铁水中Si的含量为0.15-0.23%、Mn的含量为0.52-0.68%，Cr的含量为0.32-0.60%，除渣次数≥2次；

（2）再对转炉冶炼的铁水进行吹Ar精炼，使钢中夹杂的物质充分上浮，钢包铁水镇静10-15min后连铸成铸坯；

（3）对铸坯分两个阶段轧制成钢板，第一阶段粗轧开轧温度≥1061℃，第二阶段精轧开轧温度为921-982℃，终轧温度≤887℃；

（4）将精轧后的钢板浇水快速冷却至380-443℃即可。

优选地，本发明中所述脱硫剂为硫化钙。

进一步地，本发明中所述脱磷剂中包括Fe₂O₃、CaO、Al₂O₃和SiO₂。

本发明具有以下几个优点：

（1）本发明的化学成分和生产工艺简单，生产成本低，综合力学性能优良，钢板屈服强度≥420MPa。

（2）本发明的冷作模具钢切削性能好，能满足机床的切削性能，由于强度高，避免了脆性引起的断裂，延长了机床的使用寿命，切削精度高。

具体实施方式

实施例1

本实施例的一种高耐磨性冷作模具钢，其化学组分和质量百分比含量为： C 12.2%，Si0.17%，Mn 0.59%，P 0.0044%，S 0.0039%，Cr 0.47%，Ni 0.006%，W 0.002%，V 0.004%，Mo0.005%，其余为Fe和不可避免的杂质。

本实施例的一种高耐磨性冷作模具钢的制备方法，包括以下步骤：

（1）在铁水罐中兑入铁水，将铁水用脱硫剂进行深脱硫预处理，再进入顶底复吹转炉冶炼，加入脱磷剂将铁水中的磷含量降低至P 0.0044%，再进入精炼炉加入脱硫剂将铁水中的硫含量S 0.0039%，添加合金料SiFe、MnFe、CrFe调整至铁水中Si的含量为0.17%、Mn的含量为0.59%，Cr的含量为0.47%，除渣次数3次；

（2）再对转炉冶炼的铁水进行吹Ar精炼，使钢中夹杂的物质充分上浮，钢包铁水镇静12min后连铸成铸坯；

（3）对铸坯分两个阶段轧制成钢板，第一阶段粗轧开轧温度≥1061℃，第二阶段精轧开轧温度为921-982℃，终轧温度≤887℃；

（4）将精轧后的钢板浇水快速冷却至410℃即可。

本实施例的钢材的屈服强度为560MPa。

优选地，本实施例中所述脱硫剂为硫化钙。

优选地，本实施例中所述脱磷剂中包括Fe₂O₃、CaO、Al₂O₃和SiO₂。

实施例2

本实施例的一种高耐磨性冷作模具钢，其特征在于其化学组分和质量百分比含量为：C0.085%，Si 0.17%，Mn 0.59%，P 0.0067%，S 0.0042%，Cr 12.3%，Ni 0.007%，W 0.001%，V0.005%，Mo 0.006%，其余为Fe和不可避免的杂质。

本实施例的一种高耐磨性冷作模具钢的制备方法，包括以下步骤：

（1）在铁水罐中兑入铁水，将铁水用脱硫剂进行深脱硫预处理，再进入顶底复吹转炉冶炼，加入脱磷剂将铁水中的磷含量降低至P≤0.0067%，再进入精炼炉加入脱硫剂将铁水中的硫含量S 0.0042%，添加合金料SiFe、MnFe、CrFe调整至铁水中Si的含量为0.17%、Mn的含量为0.59%，Cr的含量为12.3%，除渣次数≥2次；

（2）再对转炉冶炼的铁水进行吹Ar精炼，使钢中夹杂的物质充分上浮，钢包铁水镇静10min后连铸成铸坯；

（3）对铸坯分两个阶段轧制成钢板，第一阶段粗轧开轧温度≥1061℃，第二阶段精轧开轧温度为921-982℃，终轧温度≤887℃；

（4）将精轧后的钢板浇水快速冷却至380-443℃即可。

本实施中所述钢材的屈服强度为520MPa。

优选地，本实施例中所述脱硫剂为硫化钙。

优选地，本实施例中所述脱磷剂中包括Fe₂O₃、CaO、Al₂O₃和SiO₂。

实施例3

本实施例的一种高耐磨性冷作模具钢，其特征在于其化学组分和质量百分比含量为：C0.10%，Si 0.15%，Mn 0.53%，P 0.008%，S 0.0056%，Cr 13.2%，Ni 0.005%，W 0.003%，V0.002%，Mo 0.005%，其余为Fe和不可避免的杂质。

本实施例的一种高耐磨性冷作模具钢的制备方法，包括以下步骤：

（1）在铁水罐中兑入铁水，将铁水用脱硫剂进行深脱硫预处理，再进入顶底复吹转炉冶炼，加入脱磷剂将铁水中的磷含量降低至P 0.008%，再进入精炼炉加入脱硫剂将铁水中的硫含量S 0.0056%，添加合金料SiFe、MnFe、CrFe调整至铁水中Si的含量为0.15%、Mn的含量为0.53%，Cr的含量为13.2%，除渣次数≥2次；

（2）再对转炉冶炼的铁水进行吹Ar精炼，使钢中夹杂的物质充分上浮，钢包铁水镇静15min后连铸成铸坯；

（3）对铸坯分两个阶段轧制成钢板，第一阶段粗轧开轧温度≥1061℃，第二阶段精轧开轧温度为921-982℃，终轧温度≤887℃；

（4）将精轧后的钢板浇水快速冷却至380-443℃即可。

本实施例中所述钢材的屈服强度为480MPa。

优选地，本实施例中所述脱硫剂为硫化钙。

优选地，本实施例中所述脱磷剂中包括Fe₂O₃、CaO、Al₂O₃和SiO₂。