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15824919931周女士

咨询地址：

涧西区湖北路市场监督管理局一楼大厅（洛阳市专用设备制造产业知识产权运营中心）

专利号：

201910691054X

发明名称：

一种热作模具钢及其制备方法

申请日：

20190729

专利权人：

河南科技大学

技术领域：

本申请涉及新材料技术领域，具体涉及一种热作模具钢及其制备方法。

解决技术问题：

热作模具是用来将加热的金属或液体金属制成所需产品的工装，如热锻模具、热镦模具、热挤压模具、压铸模具和高速成型模具等，各种热作模具都是在较高温度下进行工作的，尤其是在钢的热挤压中和钢的压铸中，钢的温度在1200～1500℃范围，因此对热作模具钢最主要的性能要求是钢的耐热性，其次是韧性和抗冷热疲劳性能。热作模具所采用的各种模具用钢统称为热作模具钢。

H13钢为热作模具钢常用钢种，主要用于压铸模、热锻模、热挤压模，占热作模具钢总产量的50％以上，其具有良好的淬透性、红硬性、耐磨性及优良的抗热裂性，牌号4Cr5MoSiV1。由于H13钢性价比高及拥有较好的工艺性能，被广泛用于铝挤压模具用钢。但是H13钢存在以下缺点：热处理变形率较低，断面收缩率较低，抗拉强度低，使用温度高于540℃时，硬度迅速下降。因此，采用H13钢制备得到的热作模具在使用过程中会出现塑性变形、开裂、磨钝、搓板状花纹和热磨损等。

技术功效：

本发明的热作模具钢，在H13钢成分的基础上添加钛元素，一方面起到控制晶粒尺寸，防止晶粒过大增长，增加析出强化和细晶强化的作用，从而提升钢的强度和硬度；另一方面，添加的钛元素形成微钛合金化，钛与碳反应生成碳化钛，起到沉淀强化的作用，从而增加热作模具钢的硬度和热稳定性，钛、钒与碳反应生成MC型碳化物，稳定性好的MC型碳化物，有利于阻止材料热循环中的硬度下降，延缓M23C6型碳化物的生长，可提高模具钢的高温稳定性，改善其热疲劳抗力。

本发明的热作模具钢的室温洛氏硬度、室温抗拉强度，室温拉伸断面收缩率，高温下拉伸断面收缩率和高温下抗拉强度均得到显著的提高，综合力学性能明显增强，室温下硬度达到51.0HRC～51.9HRC，抗拉强度达到1755MPa～1803MPa，断面收缩率达到40.0％～46.4％；高温(450℃)下抗拉强度达到1512MPa～1531MPa，高温(450℃)下断面收缩率达到49.0％～50.0％。

本发明的热作模具钢的制备方法，通过选用特定组成的原料，选用特定的熔炼温度1570～1650℃，在保护性气氛下进行熔炼，减少含硅原料、含锰原料、钼、铬、钒铁和钛的氧化；不仅简化了热作模具钢的制备方法，且得到的热作模具钢晶相合适，提高了热作模具钢的室温洛氏硬度、室温抗拉强度，室温拉伸断面收缩率，高温下拉伸断面收缩率和高温下抗拉强度。

应用领域：

热模具钢

专利示意图：