专利名称：铸态中厚板冷冲压模具合金钢及其制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于合金钢材料的技术领域，特别涉及一种铸态中厚板冷冲压模具合金钢 及其制造工艺。
背景技术：
目前，在国内汽车板金冷冲压模具制造中，料厚在1. 2mm以上板料的产品修边、翻 边、成型模具使用的材料均采用锻态Crl2MoV，无铸态合金钢材，造成材料成本，加工成本， 修复成本和后期的冲压使用维护成本居高不下，同时由于材质性能局限，制造工艺复杂，周 期长，延长了汽车研发上市的周期。
发明内容
本发明的目在于提供一种汽车板金冷冲压1. 2mm以上板料的修边、翻边、成型模 具使用的铸态合金铸材，特别涉及一种铸态中厚板冷冲压模具合金钢及其制造工艺。强度不完全退火情况下抗拉强度最大Rm = 750N/mm2在调质处理情况下抗拉强度Rm :900N/mm2本发明的技术方案是这样实现的铸态中厚板冷冲压模具合金钢及其制造工艺，其特征为它包括以下化学成分 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 ；并加入适量Gu、W及稀土元素成分。本发明用电炉制造，熔炼操作如下熔炼用材料生铁锭、锻材A3钢、锻造连杆边角料及铁合金；熔炼用材料锻材A3钢、锻造连杆边角料及各种必需的铁合金；加料顺序是先加小块料及生铁锭，然后是熔点高的合金，上面是大块炉料并在大 块的缝隙中填小料。炉料应填加紧密，利于透磁和导电；开始通电时，供给60%左右的功，待电流冲击停止后逐渐将电流增至最大值；随着下部炉料熔化，经常注意捣料，防止棚料，并陆续加料；大部分炉料熔化后，加入集渣剂，覆盖钢水表面；当炉料熔化95%以后，加入所有炉料；出炉前10分钟内加入硅铁和锰铁，进行脱
氧处理；炉料熔清以后，扒除炉渣，另覆盖新集渣剂；取样观察钢水脱氧除气状况。脱氧不良时可另加锰铁、硅铁，直至脱气良好；钢水温度达到1650_1670°C时，包中加入0. 1 0. 15%铝做最后脱氧用；出钢水。本发明具有深的空淬硬化性能，这对于要求淬火和回火之后必须保持其形状的复 杂模具是极为有益的。可使用火焰加热淬火，具有操作简便，成本低，节约能源的优点，耐磨 性介于锰型和高碳高铬型工具钢之间，其韧性比任何一种都好。
图1为本发明的等温退火工艺示意图。 具体实施方案下面结合附图详细说明本发明的具体实施方案。铸态中厚板冷冲压模具合金钢及其制造工艺，其特征为它包括以下化学成分 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 ；并加入适量Gu、W及稀土元素成分。本发明的有效化学成份设计及限定含量范围依据如下C是影响铸钢硬度、韧性、耐磨性的主要元素，碳量高，则碳化物数量多，材料的硬 度高，耐磨损，但韧性降低。使用中易破损；而碳量低，则韧性较高，但碳化物数量降低，不利 于磨损。Si是改善碳化物结构和形态的主要元素，又是耐磨性的主要元素。Si量高，有助 于改善碳化物形态，有助于增加耐磨性，但过高的含硅量，将降低韧性，因此，硅的含量选在 0. 2-0. 4%比较适宜。Cr、Mo、V与碳生成合金化合物，强烈地阻碍石墨化，同时可以提高铸钢的强度和耐 磨度，提高淬透性。Gu和稀土元素等作用可以细化材料晶粒，减少夹杂物，提高冶金质量，从而提高了 材料的耐磨性。过量也会降低铸件性能。综合各种元素的作用，通过试验性能测试和生产实践检验，确定合理合金成分，确 定铸态中厚板冷冲压模具合金钢最终化学成份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 ；并加入适量 Gu、W 及稀土元素成 分。本发明用电炉制造，熔炼操作如下熔炼用材料生铁锭、锻材A3钢、锻造连杆边角料及铁合金；加料顺序是先加小块料及生铁锭，然后是熔点高的合金，上面是大块炉料并在大 块的缝隙中填小料。炉料应填加紧密，利于透磁和导电；开始通电时，供给60 %左右的功，待电流冲击停止后逐渐将电流增至最大值；随着下部炉料熔化，经常注意捣料，防止棚料，并陆续加料；大部分炉料熔化后，加入集渣剂，覆盖钢水表面；当炉料熔化95 %以后，加入所有炉料；出炉前10分钟内加入硅铁和锰铁，进行脱
氧处理；炉料熔清以后，扒除炉渣，另覆盖新集渣剂；取样观察钢水脱氧除气状况。脱氧不良时可另加锰铁、硅铁，直至脱气良好；钢水温度达到1650_1670°C时，包中加入0. 1 0. 15%铝做最后脱氧用；出钢水。适用范围材质性能要满足年生产10万辆纲领工装以下要求抗拉强度< 325N/mm2，厚度小于2. 5mm ；325N/mm2 <抗拉强度< 420N/mm2，厚度小于1. 7mm满足常规冲裁、翻边的强度、耐 磨性、硬度技术要求和工装寿命要求。表面淬火代替整体淬火，减少了减少了淬火后的镶块研修、组装工作量和淬火后 的二次数控加工工作量。需要TD处理时，镶块要整体淬火。如图1所示，铸态钢坯放置退火炉中，升温至850度后保温2个小时，随炉降温至 730度后保温4个小时，随炉冷却到室温。
权利要求
铸态中厚板冷冲压模具合金钢及其制造工艺，其特征为它包括以下化学成分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；并加入适量Gu、W及稀土元素成分。本发明用电炉制造，熔炼操作如下熔炼用材料生铁锭、锻材A3钢、锻造连杆边角料及铁合金；加料顺序是先加小块料及生铁锭，然后是熔点高的合金，上面是大块炉料并在大块的缝隙中填小料。炉料应填加紧密，利于透磁和导电；开始通电时，供给60％左右的功，待电流冲击停止后逐渐将电流增至最大值；随着下部炉料熔化，经常注意捣料，防止棚料，并陆续加料；大部分炉料熔化后，加入集渣剂，覆盖钢水表面；当炉料熔化95％以后，加入所有炉料；出炉前10分钟内加入硅铁和锰铁，进行脱氧处理；炉料熔清以后，扒除炉渣，另覆盖新集渣剂；取样观察钢水脱氧除气状况。脱氧不良时可另加锰铁、硅铁，直至脱气良好；钢水温度达到1650 1670℃时，包中加入0.1～0.15％铝做最后脱氧用；出钢水。
全文摘要
铸态中厚板冷冲压模具合金钢及其制造工艺，其特征为它包括以下化学成分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；并加入适量Gu、W及稀土元素成分。本发明具有深的空淬硬化性能，这对于要求淬火和回火之后必须保持其形状的复杂模具是极为有益的。可使用火焰加热淬火，具有操作简便，成本低，节约能源的优点，耐磨性介于锰型和高碳高铬型工具钢之间，其韧性比任何一种都好。
文档编号C21C7/06GK101935803SQ20091006724
公开日2011年1月5日 申请日期2009年7月3日 优先权日2009年7月3日
发明者吴国锋, 周岩, 张喆, 曲凤立, 李兵, 李凯, 李广平, 李悦, 赵建委, 邓燕, 金洪文, 金锋 申请人:中国第一汽车集团公司