專利名稱：高強(qiáng)韌性抗回火b3r熱作模具鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬冶金工藝技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型熱作模具材料。
背景技術(shù)：
熱作模具分為錘鍛、模鍛、擠壓和壓鑄幾種主要類型，包括熱鍛模、壓力機(jī)鍛模、沖壓模、熱擠壓模和金屬壓鑄模等。熱作模具的工作條件相當(dāng)復(fù)雜和惡劣，在工作中除要承受巨大的機(jī)械應(yīng)力外，還要承受反復(fù)受熱和冷卻所引起的熱應(yīng)力。因此，由于其工作環(huán)境及其使命的決定，對(duì)熱作模具的材料即熱作模具鋼就提出了更高的要求熱作模具鋼除應(yīng)具有高的硬度、強(qiáng)度、耐磨性和韌性外，還應(yīng)具有良好的高溫強(qiáng)度、熱疲勞穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性和耐蝕性，此外還要求具有較高的淬透性和抗回火性能，以保證整個(gè)截面具有一致的力學(xué)性能。我國(guó)現(xiàn)行常用熱做模具鋼大致有4Cr5MoSiVl(H13)、3Cr2W8V、3Cr2MoWVNi (B3)寸。4Cr5MoSiVl (H13)熱作模具鋼是我國(guó)最常用的熱作模具鋼，它具有良好的韌性、抗冷熱疲勞性能和抗液體金屬?zèng)_蝕性能，但是其工作溫度卻局限于630°C以下，由于Cr、Mo、V 貴重元素的含量偏高，導(dǎo)致制造成本也較高，同時(shí)其抗回火(熱疲勞)性能較差；3Cr2W8V是一種傳統(tǒng)的熱做模具鋼，3Cr2MoWVNi (B3)是一種新型常用的熱作模具鋼，它們均具有高熱強(qiáng)性的特點(diǎn)，即抗回火性能比較高，工作溫度可以達(dá)到650°C左右，且具有良好的鍛造、機(jī)械加工和熱處理工藝性能，但它們的化學(xué)成分配比合金化效果不是太優(yōu)良，它們的鍛造性能、 冷熱疲勞性能較差、沖擊韌性較差，模具常會(huì)因?yàn)榘l(fā)生龜裂、開裂，從而導(dǎo)致模具早期失效報(bào)廢，特別是采用水為冷卻介質(zhì)時(shí)，此現(xiàn)象更為突出，同時(shí)這兩種材料制作的模具熱疲勞性能也比較低下。因此，目前的國(guó)內(nèi)熱作模具鋼技術(shù)領(lǐng)域，急需開發(fā)出一種具有良好機(jī)械性能、 強(qiáng)度、沖擊韌性和抗回火(熱疲勞)性能的新型熱作模具鋼材料，它須比現(xiàn)行熱作模具鋼 4Cr5MoSiVl (H13)、3Cr2W8V、3Cr2MoWVNi (B3)具有更高的綜合性能、應(yīng)用范圍更廣范的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槟＞吣斯I(yè)之母，所以在工業(yè)制造領(lǐng)域及模具技術(shù)領(lǐng)域具有十分重要的意義，也將會(huì)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)韌性抗回火4Cr3MoWVNi (B3R)熱作模具鋼及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品溫度局限于630°C以下，制造成本高，抗回火(熱疲勞)性能較差；冷熱疲勞性能較差、沖擊韌性較差，致使模具發(fā)生龜裂、開裂，從而導(dǎo)致模具早期失效報(bào)廢等問(wèn)題。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是改進(jìn)熱作模具鋼原料成分配比及制備方法，原料成分配比相對(duì)H13提高了 C、W、Ni的含量，降低了 Cr、Mo、V的含量；相對(duì) 3Cr2W8V、3Cr2MoWVNi (B3)提高了 C、Cr、Ni的含量，降低了 S、P有害元素的含量，獲得高強(qiáng)韌性抗回火4Cr3MoWVNi (B3R)熱作模具鋼，使成分配方更趨于合理優(yōu)化，降低了材料的制造成本，提高了鍛造性能和韌性，為通過(guò)后續(xù)工藝的處理得到良好的綜合性能奠定基礎(chǔ)。本發(fā)明的制備工藝中同時(shí)采用了電渣重熔、電渣錠擴(kuò)氫、鍛造、真空熱處理等先進(jìn)技術(shù)，使產(chǎn)品的優(yōu)良綜合性能得以實(shí)現(xiàn)。其原料成分含量及重量百分比為C :0. 35-0. 42% ； Si 0. 15-0. 35% ；Mn 0. 3-0. 5% ；Cr 2. 50-3. 50% ；Mo 1. 00-1. 50% ；W 0. 50-0. 80% ；V 0. 50-0. 80% ；Ni 1. 45-1. 85% ；S :0. 003-0. 010% ；P :0. 008-0. 018% ；Fe 余量。制備方法步驟如下
(1)中頻冶煉
按照上述化學(xué)成分配方配料，投入中頻感應(yīng)爐中，投爐前將所采用的堿性爐襯500°C 烘干3小時(shí)，待所投爐料完全均勻熔化后，出爐澆鑄成電極錠，鋼水出爐溫度控制在 1550-1580°C，所澆鑄成的電極錠，轉(zhuǎn)入下一步驟使用；
(2)電渣重熔(精煉)
將上述電極錠進(jìn)行電渣重熔，得到電渣錠，以達(dá)到合金精煉、降低氣體含量和夾雜物質(zhì)、獲取化學(xué)成分均勻、組織致密的電渣重熔鋼錠，其工藝參數(shù)如下
四元素渣系配比氧化鋁32-34% ；氧化鈣15-17% ；氟化鈣45-47% ；氧化硅2_8% ；
電壓電渣重熔冶煉時(shí)電壓控制在55-65V;
電流由于電流的大小決定熔煉速度，而熔煉速度過(guò)快會(huì)導(dǎo)致電渣錠的內(nèi)部疏松，所以將電流控制在7500-8000A范圍之內(nèi)；
熔煉填充比控制在0. 45-0. 5之間；
結(jié)晶器出水水溫控制在45-65°C之間；
(3)電渣錠擴(kuò)氫、退火處理
將上述電渣錠裝爐后升溫至845-855°C保溫6個(gè)小時(shí)，隨爐冷卻至715_725°C保溫10 個(gè)小時(shí)，然后隨爐冷至675-685°C保溫10個(gè)小時(shí)，保溫完成后隨爐冷至400°C以下出爐，完成電渣錠擴(kuò)氫、退火處理，達(dá)到進(jìn)一步均勻組織、去除鋼中氫氣含量，提高鋼材綜合性能的目的；
(4)鍛造:
將上述擴(kuò)氫、退火處理后的電渣錠室溫裝爐，加熱到650-680°C保溫45-60分鐘；再次升溫至950-1000°C保溫45-60分鐘；完成后再次升溫加熱，加熱至1150-1180°C保溫20-30 分鐘；出爐鍛造，始鍛溫度1150°C，經(jīng)多次鐓拔鍛造，鍛比> 7，終鍛溫度控制在900-930°C， 鍛造完成后將鍛坯轉(zhuǎn)入保溫爐保溫；
(5)鍛坯退火
將上述鍛坯由保溫爐轉(zhuǎn)入球化退火爐；升溫至860-880°C保溫8小時(shí)，隨爐冷至400°C 以下出爐，完成鍛坯的退火；
(6)粗加工
將上述退火后的鍛坯通過(guò)金屬帶鋸床、銑床等傳統(tǒng)機(jī)加工設(shè)備完成鍛坯的粗加工，達(dá)到訂單或設(shè)計(jì)要求幾何尺寸；
(7)真空熱處理
淬火
將粗加工好的料坯裝進(jìn)真空淬火爐后加熱至Μ5-555 保溫，保溫時(shí)間視料坯厚度而定，按0. 25分鐘/mm計(jì)算；保溫完成后進(jìn)行第二階段升溫，升溫至875-885°C保溫，保溫時(shí)間視料坯厚度而定，按0. 3分鐘/mm計(jì)算；二次保溫完成后進(jìn)行第三次升溫，升溫至 1025-1035°C保溫，保溫時(shí)間視料坯厚度而定，按0. 3分鐘/mm計(jì)算；保溫完成后預(yù)冷2_3分鐘下油淬火，油溫控制在35-50°C，待工件冷至150-180°C出爐，立即轉(zhuǎn)入下工序回火； b、回火
將上述已淬火的工件立即裝入真空回火爐，升溫至565-575°C保溫6小時(shí)，出爐空冷至室溫，完成第一次回火；待工件冷至室溫后，再次裝入真空回火爐，加熱至545-555°C保溫6 小時(shí)出爐空冷至室溫，完成第二次回火；最終制得本發(fā)明4Cr3MoWVNi (B3R)熱作模具鋼。本發(fā)明在工藝方法上采用了電渣重熔，使材料得到了二次精煉，降低了鋼材中的非金屬夾雜物質(zhì)和有害氣體含量，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)降低鋼材中的有害元素硫，改善了電渣重熔鋼錠的宏觀和微觀組織，得到了化學(xué)成分均勻、組織致密的優(yōu)質(zhì)的鋼材；同時(shí)本發(fā)明采用了先進(jìn)的真空熱處理工藝技術(shù)，使本發(fā)明的淬火后材料得到了均勻的洛氏硬度和良好的沖擊韌性，并無(wú)表面脫碳層，提高了材料的綜合性能。采用本發(fā)明制得的熱作模具鋼具有較高的洛氏硬度，抗回火(熱疲勞)性能也較優(yōu)良，同時(shí)也具有良好的沖擊韌性，解決了現(xiàn)行常用4Cr5MoSiVl (H13)熱作模具鋼抗回火(熱疲勞)性能較差；3Cr2W8V、3Cr2MoWVNi (B3)沖擊韌性較差所帶來(lái)的不利影響，集以上三種材料的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型的優(yōu)質(zhì)熱作模具鋼。具有配比優(yōu)化、鋼質(zhì)純凈、組織均勻、高強(qiáng)度、 強(qiáng)韌性、抗回火性能好等優(yōu)點(diǎn)。


在本發(fā)明的實(shí)施過(guò)程中，我們做了大量相對(duì)4Cr5MoSiVl (H13)、3Cr2W8V、 3Cr2MoffVNi (B3)比對(duì)實(shí)驗(yàn)，得到了以下圖示結(jié)論
附圖1、附圖2是本發(fā)明和現(xiàn)行常用4Cr5MoSiVl (H13)、3Cr2W8V、3Cr2MoWVNi (B3)熱作模具鋼采用各自淬火工藝淬火后，在相同回火溫度條件下同對(duì)這幾種熱作模具鋼的硬度和沖擊韌性的比對(duì)結(jié)果
圖1是本發(fā)明在相同回火溫度條件下與4Cr5MoSiVl (H13)熱作模具鋼的硬度比較圖， 由圖中試驗(yàn)結(jié)果可以看出，本發(fā)明比現(xiàn)行常用4Cr5MoSiVl (H13)熱作模具鋼有較好的抗回火性能。圖2是本發(fā)明與3Cr2W8V、3Cr2MoWVNi (B3)熱作模具鋼在相同回火溫度條件下的沖擊韌性比較圖，由圖中試驗(yàn)結(jié)果可以看出，本發(fā)明比現(xiàn)行3Cr2W8V、3Cr2MoWVNi (B3)熱作模具鋼具有較好的韌性。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
本實(shí)施例采用本發(fā)明制作500X500X230高強(qiáng)韌性抗回火4Cr3MoWVNi (B3R)熱作模具鋼，所采用的化學(xué)成分配比為 C 0355% ；Si 0. 17% ；Mn :0. 32% ；Cr :2. 55% ；Mo :1. 11% ；W 0. 55% ；V 0. 55% ；Ni :1. 55% ；S :0. 005% ；P :0. 009% ；Fe 余量。本實(shí)施例的具體方法步驟如下 (1)中頻冶煉
按照上述化學(xué)成分配方配比配料550kg，投入中頻感應(yīng)爐中，投爐前將所采用的堿性爐襯500°C烘干3小時(shí)，待所投爐料完全均勻熔化后，出爐澆鑄成電極錠，鋼水出爐溫度為 1550 0C ；
(2)電渣重熔(精煉)將上述電極錠進(jìn)行電渣重熔，其工藝參數(shù)如下
a、四元素渣系配比氧化鋁32%；氧化鈣15% ；氟化鈣46% ；氧化硅7% ；
b、電壓本實(shí)施過(guò)程采用電壓55V；
c、電流本實(shí)施過(guò)程采用電流為7700A；
d、熔煉填充比本實(shí)施過(guò)程的填充比為0.45 ；
e、本實(shí)施例結(jié)晶器出水水溫為45°C；
(3)電渣錠擴(kuò)氫、退火處理
本實(shí)施例工藝為上述電渣錠裝爐后升溫至845°C保溫6個(gè)小時(shí)，隨爐冷卻至715°C保溫10個(gè)小時(shí)，然后隨爐冷至675°C保溫10個(gè)小時(shí)，保溫完成后隨爐冷至380°C出爐；
(4)鍛造:
將上述擴(kuò)氫、退火處理后的電渣錠室溫裝爐，加熱到650°C保溫50分鐘；再次升溫至 950°C保溫50分鐘；完成后再次升溫加熱，加熱至1150°C保溫25分鐘；出爐鍛造，經(jīng)紅外線測(cè)溫儀檢測(cè)，始鍛溫度1150°C，經(jīng)4次鐓拔鍛造，計(jì)算鍛為7. 55，經(jīng)紅外線測(cè)溫儀檢測(cè)，終鍛溫度為900°C，鍛造完成后將鍛坯轉(zhuǎn)入保溫爐保溫；
(5)鍛坯退火
將上述鍛坯由保溫爐轉(zhuǎn)入球化退火爐；升溫至860°C保溫8小時(shí)，隨爐冷至380°C出爐， 完成鍛坯的退火；
(6)粗加工
將上述退火后的鍛坯通過(guò)金屬帶鋸床、銑床等傳統(tǒng)機(jī)加工設(shè)備完成鍛坯的粗加工，達(dá)到設(shè)計(jì)要求幾何尺寸500X500X230 ；
(7)真空熱處理
a、淬火
將上述粗加工好的料坯裝進(jìn)真空淬火爐后加熱至545°C保溫，保溫時(shí)間60分鐘；保溫完成后進(jìn)行第二階段升溫，升溫至875°C保溫，保溫時(shí)間70分鐘；二次保溫完成后進(jìn)行第三次升溫，升溫至1025°C保溫，保溫時(shí)間70分鐘；保溫完成后預(yù)冷2分鐘后下油淬火，油溫為 50°C，待工件冷至150°C出爐，立即轉(zhuǎn)入真空回火爐回火；
b、回火
將上述已淬火的工件裝入真空回火爐，升溫至565°C保溫6小時(shí)，出爐空冷至室溫，完成第一次回火；待工件冷至室溫后，再次裝入真空回火爐，加熱至545°C保溫6小時(shí)出爐空冷至室溫，完成第二次回火。實(shí)施例2
本實(shí)施例采用本發(fā)明制作300X300X 150高強(qiáng)韌性抗回火4Cr3MoWVNi (B3R)熱作模具鋼，所采用的化學(xué)成分配比為 C 0. 39% ；Si 0. 25% ；Mn :0. 41% ；Cr :3. 05% ；Mo :1. 25% ；W 0. 65% ；V 0. 66% ；Ni :1. 65% ；S :0. 007% ；P :0. 012% ；Fe 余量。本實(shí)施例的具體方法步驟如下 (1)中頻冶煉
按照上述化學(xué)成分配方配比配料200kg，投入中頻感應(yīng)爐中，投爐前將所采用的堿性爐襯500°C烘干3小時(shí)，待所投爐料完全均勻熔化后，出爐澆鑄成電極錠，鋼水出爐溫度為 1570 0C ；
(2)電渣重熔(精煉)
將上述電極錠進(jìn)行電渣重熔，其工藝參數(shù)如下
a、四元素渣系配比氧化鋁33%；氧化鈣16% ；氟化鈣46% ；氧化硅5% ；
b、電壓本實(shí)施過(guò)程采用電壓60V；
c、電流本實(shí)施過(guò)程采用電流為7800A；
d、熔煉填充比本實(shí)施過(guò)程的填充比為0.47 ；
e、本實(shí)施例結(jié)晶器出水水溫為58°C；
(3)電渣錠擴(kuò)氫、退火處理
本實(shí)施例工藝為上述電渣錠裝爐后升溫至850°C保溫6個(gè)小時(shí)，隨爐冷卻至720°C保溫10個(gè)小時(shí)，然后隨爐冷至680°C保溫10個(gè)小時(shí)，保溫完成后隨爐冷至390°C出爐；
(4)鍛造:
將上述擴(kuò)氫、退火處理后的電渣錠室溫裝爐，加熱到660°C保溫60分鐘；再次升溫至 980°C保溫55分鐘；完成后再次升溫加熱，加熱至1170°C保溫30分鐘；出爐鍛造，經(jīng)紅外線測(cè)溫儀檢測(cè)，始鍛溫度1150°C，經(jīng)5次鐓拔鍛造，計(jì)算鍛為8. 5，經(jīng)紅外線測(cè)溫儀檢測(cè)，終鍛溫度為920°C，鍛造完成后將鍛坯轉(zhuǎn)入保溫爐保溫；
(5)鍛坯退火
將上述鍛坯由保溫爐轉(zhuǎn)入球化退火爐；升溫至870°C保溫8小時(shí)，隨爐冷至390°C出爐， 完成鍛坯的退火；
(6)粗加工
將上述退火后的鍛坯通過(guò)金屬帶鋸床、銑床等傳統(tǒng)機(jī)加工設(shè)備完成鍛坯的粗加工，達(dá)到設(shè)計(jì)要求幾何尺寸300X300X150 ；
(7)真空熱處理
a、淬火
將上述粗加工好的料坯裝進(jìn)真空淬火爐后加熱至550°C保溫，保溫時(shí)間40分鐘；保溫完成后進(jìn)行第二階段升溫，升溫至880°C保溫，保溫時(shí)間45分鐘；二次保溫完成后進(jìn)行第三次升溫，升溫至1030°C保溫，保溫時(shí)間45分鐘；保溫完成后預(yù)冷3分鐘后下油淬火，油溫為 45°C，待工件冷至180°C出爐，立即轉(zhuǎn)入真空回火爐回火；
b、回火
將上述已淬火的工件裝入真空回火爐，升溫至570°C保溫6小時(shí)，出爐空冷至室溫，完成第一次回火；待工件冷至室溫后，再次裝入真空回火爐，加熱至550°C保溫6小時(shí)出爐空冷至室溫，完成第二次回火。實(shí)施例3
本實(shí)施例采用本發(fā)明制作400X400X200高強(qiáng)韌性抗回火4Cr3MoWVNi (B3R)熱作模具鋼，所采用的化學(xué)成分配比為 C 0. 415% ；Si 0. 335% ；Mn :0. 49% ；Cr :3. 35% ；Mo :1. 45% ； W 0. 75% ；V 0. 77% ；Ni :1. 80% ；S :0. 009% ；P :0. 016% ；Fe 余量。本實(shí)施例的具體方法步驟如下 (1)中頻冶煉按照上述化學(xué)成分配方配比配料350kg，投入中頻感應(yīng)爐中，投爐前將所采用的堿性爐襯500°C烘干3小時(shí)，待所投爐料完全均勻熔化后，出爐澆鑄成電極錠，鋼水出爐溫度為 1580 0C ；
(2)電渣重熔(精煉)將上述電極錠進(jìn)行電渣重熔，其工藝參數(shù)如下
a、四元素渣系配比氧化鋁34%；氧化鈣17% ；氟化鈣47% ；氧化硅21 ；
b、電壓本實(shí)施過(guò)程采用電壓65V；
c、電流本實(shí)施過(guò)程采用電流為8000A；
d、熔煉填充比本實(shí)施過(guò)程的填充比為0.49 ；
e、本實(shí)施例結(jié)晶器出水水溫為63°C；
(3)電渣錠擴(kuò)氫、退火處理
本實(shí)施例工藝為上述電渣錠裝爐后升溫至855°C保溫6個(gè)小時(shí)，隨爐冷卻至725°C保溫10個(gè)小時(shí)，然后隨爐冷至685°C保溫10個(gè)小時(shí)，保溫完成后隨爐冷至350°C出爐；
(4)鍛造:
將上述擴(kuò)氫、退火處理后的電渣錠室溫裝爐，加熱到680°C保溫60分鐘；再次升溫至 1000°C保溫50分鐘；完成后再次升溫加熱，加熱至1180°C保溫28分鐘；出爐鍛造，經(jīng)紅外線測(cè)溫儀檢測(cè)，始鍛溫度1150°C，經(jīng)4次鐓拔鍛造，計(jì)算鍛為7. 5，經(jīng)紅外線測(cè)溫儀檢測(cè)，終鍛溫度為930°C，鍛造完成后將鍛坯轉(zhuǎn)入保溫爐保溫；
(5)鍛坯退火
將上述鍛坯由保溫爐轉(zhuǎn)入球化退火爐；升溫至880°C保溫8小時(shí)，隨爐冷至385°C出爐， 完成鍛坯的退火；
(6)粗加工
將上述退火后的鍛坯通過(guò)金屬帶鋸床、銑床等傳統(tǒng)機(jī)加工設(shè)備完成鍛坯的粗加工，達(dá)到設(shè)計(jì)要求幾何尺寸400X400X200 ；
(7)真空熱處理
a、淬火
將上述粗加工好的料坯裝進(jìn)真空淬火爐后加熱至555°C保溫，保溫時(shí)間50分鐘；保溫完成后進(jìn)行第二階段升溫，升溫至885°C保溫，保溫時(shí)間60分鐘；二次保溫完成后進(jìn)行第三次升溫，升溫至1035°C保溫，保溫時(shí)間60分鐘；保溫完成后預(yù)冷2分鐘后下油淬火，油溫為 40°C，待工件冷至180°C出爐，立即轉(zhuǎn)入真空回火爐回火；
b、回火
將上述已淬火的工件裝入真空回火爐，升溫至575°C保溫6小時(shí)，出爐空冷至室溫，完成第一次回火；待工件冷至室溫后，再次裝入真空回火爐，加熱至保溫6小時(shí)出爐空冷至室溫，完成第二次回火。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)韌性抗回火B(yǎng)3R熱作模具鋼，其特征是原料成分含量及重量百分比 C 0. 35-0. 42% ；Si 0. 15-0. 35% ；Mn 0. 3-0. 5% ；Cr 2. 50-3. 50% ；Mo 1. 00-1. 50% ；W 0. 50-0. 80% ；V 0. 50-0. 80% ；Ni 1. 45-1. 85% ；S 0. 003-0. 010% ；P 0. 008-0. 018% ；Fe 余量。
2.一種高強(qiáng)韌性抗回火B(yǎng)3R熱作模具鋼制備工藝，其特征是制備工藝步驟如下(1)電渣重熔精煉將中頻冶煉得到的電極錠進(jìn)行電渣重熔，制作成電渣錠其工藝參數(shù)如下a、四元素渣系配比氧化鋁32-34%；氧化鈣15-17% ；氟化鈣45-47% ；氧化硅2_8% ；b、電壓電渣重熔冶煉時(shí)電壓控制在55-65V;c、電流由于電流的大小決定熔煉速度，而熔煉速度過(guò)快會(huì)導(dǎo)致電渣錠的內(nèi)部疏松，所以將電流控制在7500-8000A范圍之內(nèi)；d、熔煉填充比控制在0.45-0. 5之間;e、結(jié)晶器出水水溫控制在45-65°C之間；(2)電渣錠擴(kuò)氫、退火處理將電渣錠裝爐后升溫至845-855°C保溫6個(gè)小時(shí)，隨爐冷卻至715_725°C保溫10個(gè)小時(shí)，然后隨爐冷至675-685°C保溫10個(gè)小時(shí)，保溫完成后隨爐冷至400°C以下出爐，完成電渣錠擴(kuò)氫、退火處理，達(dá)到進(jìn)一步均勻組織、去除鋼中氫氣含量，提高鋼材綜合性能的目的；(3)鍛造:將擴(kuò)氫、退火處理后的電渣錠室溫裝爐，加熱到650-680°C保溫45-60分鐘；再次升溫至950-1000°C保溫45-60分鐘；完成后再次升溫加熱，加熱至1150_1180°C保溫20-30分鐘；出爐鍛造，始鍛溫度1150°C，經(jīng)多次鐓拔鍛造，鍛比> 7，終鍛溫度控制在900-930°C，鍛造完成后將鍛坯轉(zhuǎn)入保溫爐保溫；(4)鍛坯退火將鍛坯由保溫爐轉(zhuǎn)入球化退火爐；升溫至860-880°C保溫8小時(shí)，隨爐冷至400°C以下出爐，完成鍛坯的退火；(5)真空熱處理 a、淬火將粗加工好的料坯裝進(jìn)真空淬火爐后加熱至Μ5-555 保溫，保溫時(shí)間視料坯厚度而定，按0. 25分鐘/mm計(jì)算；保溫完成后進(jìn)行第二階段升溫，升溫至875_885°C保溫，保溫時(shí)間視料坯厚度而定，按0. 3分鐘/mm計(jì)算；二次保溫完成后進(jìn)行第三次升溫，升溫至 1025-1035°C保溫，保溫時(shí)間視料坯厚度而定，按0. 3分鐘/mm計(jì)算；保溫完成后預(yù)冷2_3分鐘下油淬火，油溫控制在35-50°C，待工件冷至150-180°C出爐，立即轉(zhuǎn)入下工序回火；b、回火將上述已淬火的工件立即裝入真空回火爐，升溫至565-575°C保溫6小時(shí)，出爐空冷至室溫，完成第一次回火；待工件冷至室溫后，再次裝入真空回火爐，加熱至545-555°C保溫6 小時(shí)出爐空冷至室溫，完成第二次回火。
全文摘要
一種高強(qiáng)韌性抗回火4Cr3MoWVNi(B3R)熱作模具鋼及制備工藝，其原料成分含量及重量百分比C0.35-0.42%；Si0.15-0.35%；Mn0.3-0.5%；Cr2.50-3.50%；Mo1.00-1.50%；W0.50-0.80%；V0.50-0.80%；Ni1.45-1.85%；S0.003-0.010%；P0.008-0.018%；Fe余量。制備工藝步驟包括中頻冶煉—電渣重熔(精煉)—電渣錠擴(kuò)氫、退火處理—鍛造—鍛坯退火—粗加工—真空熱處理，完成第二次回火后獲得模具鋼新產(chǎn)品。本發(fā)明制得的熱作模具鋼具有較高的洛氏硬度，沖擊韌性、抗回火(熱疲勞)性能優(yōu)良；具有配比優(yōu)化、鋼質(zhì)純凈、組織均勻、高強(qiáng)度、強(qiáng)韌性、抗回火性能好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22C38/46GK102312172SQ20111029766
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者曹衍學(xué), 王波 申請(qǐng)人:山東遠(yuǎn)大模具材料有限公司