專利名稱：鑄態中厚板冷沖壓模具合金鋼及其制造工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于合金鋼材料的技術領域，特別涉及一種鑄態中厚板冷沖壓模具合金鋼 及其制造工藝。
背景技術：
目前，在國內汽車板金冷沖壓模具制造中，料厚在1. 2mm以上板料的產品修邊、翻 邊、成型模具使用的材料均采用鍛態Crl2MoV，無鑄態合金鋼材，造成材料成本，加工成本， 修復成本和后期的沖壓使用維護成本居高不下，同時由于材質性能局限，制造工藝復雜，周 期長，延長了汽車研發上市的周期。
發明內容
本發明的目在于提供一種汽車板金冷沖壓1. 2mm以上板料的修邊、翻邊、成型模 具使用的鑄態合金鑄材，特別涉及一種鑄態中厚板冷沖壓模具合金鋼及其制造工藝。強度不完全退火情況下抗拉強度最大Rm = 750N/mm2在調質處理情況下抗拉強度Rm :900N/mm2本發明的技術方案是這樣實現的鑄態中厚板冷沖壓模具合金鋼及其制造工藝，其特征為它包括以下化學成分 C 0. 9-1. 1 ；Si 0. 2-0. 4 ；Mn 0. 4-, 07 ；Cr 4. 8-5. 5 ；Mo 0. 9-1. 2 ;P 彡 0. 035 ；S 彡 0. 035 ；V 0. 1-0. 3 ；并加入適量Gu、W及稀土元素成分。本發明用電爐制造，熔煉操作如下熔煉用材料生鐵錠、鍛材A3鋼、鍛造連桿邊角料及鐵合金；熔煉用材料鍛材A3鋼、鍛造連桿邊角料及各種必需的鐵合金；加料順序是先加小塊料及生鐵錠，然后是熔點高的合金，上面是大塊爐料并在大 塊的縫隙中填小料。爐料應填加緊密，利于透磁和導電；開始通電時，供給60%左右的功，待電流沖擊停止后逐漸將電流增至最大值；隨著下部爐料熔化，經常注意搗料，防止棚料，并陸續加料；大部分爐料熔化后，加入集渣劑，覆蓋鋼水表面；當爐料熔化95%以后，加入所有爐料；出爐前10分鐘內加入硅鐵和錳鐵，進行脫
氧處理；爐料熔清以后，扒除爐渣，另覆蓋新集渣劑；取樣觀察鋼水脫氧除氣狀況。脫氧不良時可另加錳鐵、硅鐵，直至脫氣良好；鋼水溫度達到1650_1670°C時，包中加入0. 1 0. 15%鋁做最后脫氧用；出鋼水。本發明具有深的空淬硬化性能，這對于要求淬火和回火之后必須保持其形狀的復 雜模具是極為有益的。可使用火焰加熱淬火，具有操作簡便，成本低，節約能源的優點，耐磨 性介于錳型和高碳高鉻型工具鋼之間，其韌性比任何一種都好。
圖1為本發明的等溫退火工藝示意圖。 具體實施方案下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施方案。鑄態中厚板冷沖壓模具合金鋼及其制造工藝，其特征為它包括以下化學成分 C 0. 9-1. 1 ；Si 0. 2-0. 4 ；Mn 0. 4-, 07 ；Cr 4. 8-5. 5 ；Mo 0. 9-1. 2 ;P 彡 0. 035 ；S 彡 0. 035 ；V 0. 1-0. 3 ；并加入適量Gu、W及稀土元素成分。本發明的有效化學成份設計及限定含量范圍依據如下C是影響鑄鋼硬度、韌性、耐磨性的主要元素，碳量高，則碳化物數量多，材料的硬 度高，耐磨損，但韌性降低。使用中易破損；而碳量低，則韌性較高，但碳化物數量降低，不利 于磨損。Si是改善碳化物結構和形態的主要元素，又是耐磨性的主要元素。Si量高，有助 于改善碳化物形態，有助于增加耐磨性，但過高的含硅量，將降低韌性，因此，硅的含量選在 0. 2-0. 4%比較適宜。Cr、Mo、V與碳生成合金化合物，強烈地阻礙石墨化，同時可以提高鑄鋼的強度和耐 磨度，提高淬透性。Gu和稀土元素等作用可以細化材料晶粒，減少夾雜物，提高冶金質量，從而提高了 材料的耐磨性。過量也會降低鑄件性能。綜合各種元素的作用，通過試驗性能測試和生產實踐檢驗，確定合理合金成分，確 定鑄態中厚板冷沖壓模具合金鋼最終化學成份C 0. 9-1. 1 ；Si 0. 2-0. 4 ；Mn 0. 4-, 07 ；Cr 4. 8-5. 5 ；Mo 0. 9-1. 2 ;P ^ 0. 035 ；S ^ 0. 035 ；V 0. 1-0. 3 ；并加入適量 Gu、W 及稀土元素成 分。本發明用電爐制造，熔煉操作如下熔煉用材料生鐵錠、鍛材A3鋼、鍛造連桿邊角料及鐵合金；加料順序是先加小塊料及生鐵錠，然后是熔點高的合金，上面是大塊爐料并在大 塊的縫隙中填小料。爐料應填加緊密，利于透磁和導電；開始通電時，供給60 %左右的功，待電流沖擊停止后逐漸將電流增至最大值；隨著下部爐料熔化，經常注意搗料，防止棚料，并陸續加料；大部分爐料熔化后，加入集渣劑，覆蓋鋼水表面；當爐料熔化95 %以后，加入所有爐料；出爐前10分鐘內加入硅鐵和錳鐵，進行脫
氧處理；爐料熔清以后，扒除爐渣，另覆蓋新集渣劑；取樣觀察鋼水脫氧除氣狀況。脫氧不良時可另加錳鐵、硅鐵，直至脫氣良好；鋼水溫度達到1650_1670°C時，包中加入0. 1 0. 15%鋁做最后脫氧用；出鋼水。適用范圍材質性能要滿足年生產10萬輛綱領工裝以下要求抗拉強度< 325N/mm2，厚度小于2. 5mm ；325N/mm2 <抗拉強度< 420N/mm2，厚度小于1. 7mm滿足常規沖裁、翻邊的強度、耐 磨性、硬度技術要求和工裝壽命要求。表面淬火代替整體淬火，減少了減少了淬火后的鑲塊研修、組裝工作量和淬火后 的二次數控加工工作量。需要TD處理時，鑲塊要整體淬火。如圖1所示，鑄態鋼坯放置退火爐中，升溫至850度后保溫2個小時，隨爐降溫至 730度后保溫4個小時，隨爐冷卻到室溫。
權利要求
鑄態中厚板冷沖壓模具合金鋼及其制造工藝，其特征為它包括以下化學成分C 0.9 1.1；Si 0.2 0.4；Mn 0.4 .07；Cr 4.8 5.5；Mo 0.9 1.2；P≤0.035；S≤0.035；V 0.1 0.3；并加入適量Gu、W及稀土元素成分。本發明用電爐制造，熔煉操作如下熔煉用材料生鐵錠、鍛材A3鋼、鍛造連桿邊角料及鐵合金；加料順序是先加小塊料及生鐵錠，然后是熔點高的合金，上面是大塊爐料并在大塊的縫隙中填小料。爐料應填加緊密，利于透磁和導電；開始通電時，供給60％左右的功，待電流沖擊停止后逐漸將電流增至最大值；隨著下部爐料熔化，經常注意搗料，防止棚料，并陸續加料；大部分爐料熔化后，加入集渣劑，覆蓋鋼水表面；當爐料熔化95％以后，加入所有爐料；出爐前10分鐘內加入硅鐵和錳鐵，進行脫氧處理；爐料熔清以后，扒除爐渣，另覆蓋新集渣劑；取樣觀察鋼水脫氧除氣狀況。脫氧不良時可另加錳鐵、硅鐵，直至脫氣良好；鋼水溫度達到1650 1670℃時，包中加入0.1～0.15％鋁做最后脫氧用；出鋼水。
全文摘要
鑄態中厚板冷沖壓模具合金鋼及其制造工藝，其特征為它包括以下化學成分C 0.9-1.1；Si 0.2-0.4；Mn 0.4-.07；Cr 4.8-5.5；Mo 0.9-1.2；P≤0.035；S≤0.035；V 0.1-0.3；并加入適量Gu、W及稀土元素成分。本發明具有深的空淬硬化性能，這對于要求淬火和回火之后必須保持其形狀的復雜模具是極為有益的。可使用火焰加熱淬火，具有操作簡便，成本低，節約能源的優點，耐磨性介于錳型和高碳高鉻型工具鋼之間，其韌性比任何一種都好。
文檔編號C21C7/06GK101935803SQ20091006724
公開日2011年1月5日 申請日期2009年7月3日 優先權日2009年7月3日
發明者吳國鋒, 周巖, 張喆, 曲鳳立, 李兵, 李凱, 李廣平, 李悅, 趙建委, 鄧燕, 金洪文, 金鋒 申請人:中國第一汽車集團公司