本發(fā)明涉及一種壓鑄模具專用材料，屬于機(jī)械設(shè)備的材料加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在壓鑄生產(chǎn)中，熱疲勞、破裂、凹陷是壓鑄模具常見(jiàn)的失效機(jī)理，這些原因往往是多個(gè)因素相互作用的結(jié)果。隨著壓鑄工業(yè)的進(jìn)步，壓鑄產(chǎn)品尺寸也逐漸向大尺寸發(fā)展，壓鑄精密程度的要求也越來(lái)越高，如何提高大型壓鑄模具的壽命，已經(jīng)成為當(dāng)前行業(yè)中共同關(guān)注的焦點(diǎn)。
從上世紀(jì) 90 年代初，北美壓鑄協(xié)會(huì)頒布了《高級(jí)H13驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》。從此以后，高級(jí)H13 材料成為壓鑄行業(yè)的主流材料，隨后世界知名鋼鐵企業(yè)紛紛效仿，推出一系列高級(jí)壓鑄材料。如：瑞典一勝百鋼鐵的8407材料，德國(guó)德勝鋼鐵的2344材料，日本大同鋼鐵的SKD61 材料和日立鋼鐵DAC系列，以及近年瑞典和德國(guó)合作開(kāi)發(fā)的DIEVAR材料。這些鋼鐵企業(yè)憑借自身優(yōu)勢(shì)，或從冶煉工藝入手，或合金調(diào)配入手，進(jìn)行新的嘗試，以期望新的突破。
現(xiàn)有的用于制備壓鑄模具的材料H13在高溫條件下，其熱疲勞性不夠高，導(dǎo)致模具整體壽命偏低。
有鑒于此，如何生產(chǎn)一種耐疲勞壽命長(zhǎng)的壓鑄模具材料成為有待解決的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，提供了一種壓鑄模具專用材料，可解決現(xiàn)有的用于制備壓鑄模具的材料H13容易出現(xiàn)早起龜裂的現(xiàn)象，可以有效的延長(zhǎng)壓鑄模具的使用壽命。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：
本發(fā)明提供一種壓鑄模具專用材料，所述壓鑄模具專用材料的成分包括：
C 0.35-0.42%；
Si 0.80-1.20%；
Mn 0.20-0.40%；
Cr 4.90-5.15%；
Mo 1.30-1.50%；
V 0.9-1.2%；
Co 0.30-0.50%；
S 0-0.005%；
P 0-0.015%；
其它組分為Fe。
進(jìn)一步地，所述壓鑄模具專用材料的成分包括：
C 0.38-0.40%；
Si 0.90-1.10%；
Mn 0.20-0.30%；
Cr 5.0-5.15%；
Mo 1.40-1.50%；
V 0.9-1.1%；
Co 0.40-0.50%；
S 0-0.01%；
P 0.005-0.015%；
其它組分為Fe。
進(jìn)一步地，所述壓鑄模具專用材料的成分包括：
C 0.40%；
Si 1.10%；
Mn 0.25%；
Cr 5.0%；
Mo 1.50%；
V 1.0%；
Co 0.45%；
S 0.005%；
P 0.01%；
其它組分為Fe。
本發(fā)明具有以下有益效果：
所述壓鑄模具專用材料的成分包括：C 0.35-0.42%；Si 0.80-1.20%；Mn 0.20-0.40%；Cr4.90-5.15%；Mo 1.30-1.50%；V 0.9-1.2%；Co 0.30-0.50%；S 0-0.005%；P 0-0.015%；其它組分為Fe。制備壓鑄模具的專用材料通過(guò)添加Co 0.30-0.50%，并對(duì)應(yīng)調(diào)整其他成分的含量，使得制備出來(lái)的壓鑄模具在不降低高溫韌性的前提下，在高溫下，具有非常高的強(qiáng)度，能有效的解決現(xiàn)有的用于制備壓鑄模具的材料H13容易出現(xiàn)早起龜裂的現(xiàn)象，可以有效的延長(zhǎng)壓鑄模具的使用壽命。
具體實(shí)施方式
下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種壓鑄模具專用材料，所述壓鑄模具專用材料的成分包括：C 0.35-0.42%；Si 0.80-1.20%；Mn 0.20-0.40%；Cr4.90-5.15%；Mo 1.30-1.50%；V 0.9-1.2%；Co 0.30-0.50%；S 0-0.005%；P 0-0.015%；其它組分為Fe。制備壓鑄模具的專用材料通過(guò)添加Co 0.30-0.50%，并對(duì)應(yīng)調(diào)整其他成分的含量，使得制備出來(lái)的壓鑄模具在不降低高溫韌性的前提下，在高溫下，具有非常高的強(qiáng)度，能有效的解決現(xiàn)有的用于制備壓鑄模具的材料H13容易出現(xiàn)早起龜裂的現(xiàn)象，可以有效的延長(zhǎng)壓鑄模具的使用壽命。
在本較佳實(shí)施例中，所述壓鑄模具專用材料的成分包括：C 0.38-0.40%；Si 0.90-1.10%；Mn 0.20-0.30%；Cr5.0-5.15%；Mo 1.40-1.50%；V 0.9-1.1%；Co 0.40-0.50%；S 0-0.01%；P 0.005-0.015%；其它組分為Fe。
與現(xiàn)有技術(shù)中的壓鑄模具材料相比，本發(fā)明的壓鑄模具專用材料，適當(dāng)增加鉻的含量，從而提高模具鋼中鐵的電極電位，即可提高其耐蝕性。當(dāng)鉻在鐵中形成固溶體時(shí)，可以顯著提高其電極電位，但這種提高不是勻速的而是臺(tái)階式的。當(dāng)鉻的原子百分?jǐn)?shù)含量達(dá)到12.5%，鉻與鐵的原子比為1/8，電位有一突躍升高；當(dāng)鉻的原子百分?jǐn)?shù)含量達(dá)到25%，原子比為2/8時(shí)，電位又一次躍升。而在非躍升原子比時(shí)，隨著鉻含量的增高，電位連續(xù)升高得非常微小。按照鉻重量比，12.5% 的原子百分含量相當(dāng)于11.65%質(zhì)量含量，但鋼中加入的鉻部分與碳形成碳化物，這部分鉻則失去耐蝕效果，因而如果正好添加的鉻為12.5%（原子百分?jǐn)?shù)），則因固溶的鉻低于12.5%（原子百分?jǐn)?shù)）而使耐蝕性大大降低，另外鋼中含有其它元素同樣也會(huì)對(duì)有效鉻的含量產(chǎn)生影響。因此適當(dāng)增加鉻含量，使鋼中固溶的鉻含量保持在原子比為1/8水平。
碳含量的控制，壓鑄模具鋼在淬火高溫回火狀態(tài)下，隨著鋼的碳含量增高，導(dǎo)熱性增大，韌性增高，耐蝕性提高，但抗塑性變形能力和耐磨性降低。與傳統(tǒng)壓鑄模鋼相比，碳含量需要降低，但如果碳含量過(guò)低模具鋼的硬度等性能達(dá)不到要求。因此，為保證壓鑄模具鋼淬火、高溫回火后的屈服強(qiáng)度達(dá)到σ0.2=900-1200MPa，硬度HRC45-48，其碳含量控制為0.35-0.42%（質(zhì)量含量）。
鉬含量：在模具鋼中添加鉬主要是提高鋼的熱強(qiáng)度。模具鋼淬火后，淬火溫度為1120-1140℃，高溫回火時(shí)原來(lái)較為粗大的滲碳體型碳化物將被溶解并重新形核長(zhǎng)大形成M2C型碳化物，而具有二次硬化和抗過(guò)時(shí)效特性，因而可以在較高溫度下保持高的強(qiáng)度、硬度。隨著鉬含量的增高，在相同回火條件下，其硬度、強(qiáng)度增高。而且這種規(guī)律可以保持到630-650℃回火。 但是鉬添加過(guò)高會(huì)使模具鋼加熱時(shí)形成鐵素體，而降低模具鋼的熱性能，因此為了確保630-650℃工作條件下的強(qiáng)度、硬度、鉬含量控制在1.3-1.5%之間。
釩含量：在壓鑄模具鋼中添加少量的釩，可以增加特殊碳化物M4C3、M2C的穩(wěn)定性和細(xì)化淬火加熱時(shí)奧氏體晶粒，從而改善鋼的延性和韌性，并增強(qiáng)模具鋼的強(qiáng)度、硬度。
鈷含量：如果在低碳高鉻鋼中添加了較多的鉬，會(huì)使鋼加熱時(shí)形成鐵素體。為了平衡增加鐵素體的傾向，需要增加鈷的含量，而且鈷的加入還會(huì)使二次硬化作用的溫度移向高溫。為了獲得壓鑄模要求的力學(xué)性能，其用鋼成分必需在淬火加熱時(shí)，能夠完全奧氏體化。由于用鋼含有很高的封閉γ區(qū)的鉻鉬等合金元素，淬火加熱時(shí)可能不能完全獲得γ相（奧氏體），而有δ-Fe（α相）存在。為防止δ-Fe出現(xiàn)，需加入擴(kuò)大γ區(qū)的元素來(lái)平衡。而鈷既可以擴(kuò)大γ區(qū)、提高M(jìn)s點(diǎn)以減少淬火后鋼中殘余奧氏量、提高回火穩(wěn)定性，又不降低A1的臨界點(diǎn)，使壓鑄模具鋼既保證抗蝕性，又不產(chǎn)生δ-Fe，以使材料成分達(dá)到平衡配比。因此，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究，得知鈷的最佳含量為0.30-0.50%。
壓鑄模具的制備過(guò)程如下：包括如下步驟：
將壓鑄模具專用材料進(jìn)行熔煉、鍛造，得到初步工件；
進(jìn)行熱處理，熱處理的工藝條件：1020℃±10℃淬火，550-600℃回火兩次，經(jīng)熱處理后模具的硬度為HRC45-48，并且具有非常好的韌性，有效的解決現(xiàn)有的用于制備壓鑄模具的材料H13容易出現(xiàn)早起龜裂的現(xiàn)象，可以有效的延長(zhǎng)壓鑄模具的使用壽命。
以下通過(guò)多個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明：
實(shí)施例一：
所述壓鑄模具專用材料的成分包括：C 0.40%；Si 1.10%；Mn 0.25%；Cr 5.0%；Mo 1.50%；V1.0%；Co 0.45%；S0.005%；P0.01%；其它組分為Fe。上述材料制備的壓鑄模具經(jīng)過(guò)熱處理后，需進(jìn)行清理，然后對(duì)其進(jìn)行磨削使其達(dá)到壓鑄模具尺寸和光潔度的要求，這些壓鑄模具需再經(jīng)探傷和硬度及耐沖擊性檢測(cè)，凡HRC為45-48、者即為成品。通過(guò)上述專用材料制備的壓鑄模具，其硬度為HRC：46，在高溫下，耐磨性和韌性都極其優(yōu)良。
實(shí)施例二：
所述壓鑄模具專用材料的成分包括：C 0.35%；Si 0.80%；Mn 0.20%；Cr4.90%；Mo 1.30%；V 0.9%；Co 0.30%；S 0.005%；P 0.01%；其它組分為Fe。上述材料制備的壓鑄模具經(jīng)過(guò)熱處理后，需進(jìn)行清理，然后對(duì)其進(jìn)行磨削使其達(dá)到壓鑄模具尺寸和光潔度的要求，這些壓鑄模具需再經(jīng)探傷和硬度及耐沖擊性檢測(cè)，凡HRC為45-48、者即為成品。通過(guò)上述專用材料制備的壓鑄模具，其硬度為HRC：48，在高溫下，耐磨性和韌性都極其優(yōu)良。
實(shí)施例三：
所述壓鑄模具專用材料的成分包括：C 0.42%；Si1.20%；Mn 0.40%；Cr5.15%；Mo 1.50%；V 1.2%；Co 0.50%；S 0.005%；P 0.015%；其它組分為Fe。上述材料制備的壓鑄模具經(jīng)過(guò)熱處理后，需進(jìn)行清理，然后對(duì)其進(jìn)行磨削使其達(dá)到壓鑄模具尺寸和光潔度的要求，這些壓鑄模具需再經(jīng)探傷和硬度及耐沖擊性檢測(cè)，凡HRC為45-48、者即為成品。通過(guò)上述專用材料制備的壓鑄模具，其硬度為HRC：48，在高溫下，耐磨性和韌性都極其優(yōu)良。
實(shí)施例四：
所述壓鑄模具專用材料的成分包括：C 0.37%；Si 0.9%；Mn 0.25%；Cr5. 0%；Mo 1.4%；V 1.1%；Co 0.40%；S 0.002%；其它組分為Fe。上述材料制備的壓鑄模具經(jīng)過(guò)熱處理后，需進(jìn)行清理，然后對(duì)其進(jìn)行磨削使其達(dá)到壓鑄模具尺寸和光潔度的要求，這些壓鑄模具需再經(jīng)探傷和硬度及耐沖擊性檢測(cè)，凡HRC為45-48、者即為成品。通過(guò)上述專用材料制備的壓鑄模具，其硬度為HRC：45，在高溫下，耐磨性和韌性都極其優(yōu)良。
綜上所述，所述壓鑄模具專用材料的成分包括：C 0.35-0.42%；Si 0.80-1.20%；Mn 0.20-0.40%；Cr4.90-5.15%；Mo 1.30-1.50%；V 0.9-1.2%；Co 0.30-0.50%；S 0-0.005%；P 0-0.015%；其它組分為Fe。制備壓鑄模具的專用材料通過(guò)添加Co 0.30-0.50%，并對(duì)應(yīng)調(diào)整其他成分的含量，使得制備出來(lái)的壓鑄模具在不降低高溫韌性的前提下，在高溫下，具有非常高的強(qiáng)度，能有效的解決現(xiàn)有的用于制備壓鑄模具的材料H13容易出現(xiàn)早起龜裂的現(xiàn)象，可以有效的延長(zhǎng)壓鑄模具的使用壽命。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
技術(shù)特征：
1.一種壓鑄模具專用材料，其特征在于，所述壓鑄模具專用材料的成分包括：
C 0.35-0.42%；
Si 0.80-1.20%；
Mn 0.20-0.40%；
Cr 4.90-5.15%；
Mo 1.30-1.50%；
V 0.9-1.2%；
Co 0.30-0.50%；
S 0-0.005%；
P 0-0.015%；
其它組分為Fe。
2.如權(quán)利要求1所述的壓鑄模具專用材料，其特征在于：所述壓鑄模具專用材料的成分包括：
C 0.38-0.40%；
Si 0.90-1.10%；
Mn 0.20-0.30%；
Cr 5.0-5.15%；
Mo 1.40-1.50%；
V 0.9-1.1%；
Co 0.40-0.50%；
S 0-0.01%；
P 0.005-0.015%；
其它組分為Fe。
3.如權(quán)利要求2所述的壓鑄模具專用材料，其特征在于：所述壓鑄模具專用材料的成分包括：
C 0.40%；
Si 1.10%；
Mn 0.25%；
Cr 5.0%；
Mo 1.50%；
V 1.0%；
Co 0.45%；
S 0.005%；
P 0.01%；
其它組分為Fe。
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