本发明涉及模具钢技术领域，更具体地说，尤其涉及一种高强度铝型材挤压模具用合金钢及其制造方法。
背景技术：
铝型材是在高温高压下挤压成型的通用型材，因此用于制造铝型材的挤压模具必须承受较高的工作温度和工作压力，这对模具钢材的耐热性、红硬性、耐磨性和耐腐蚀性能提出了较高要求。因成本原因，现有冶炼方法对合金材料的添加严守国标下线，并使用大容量电弧炉冶炼，对合金成分的把控粗糙，碳化物偏析严重，造成钢材的各项性能不能满足客户日益提高的使用要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种高强度的铝型材挤压模具用合金钢，该模具钢材具有优良的耐热性、耐磨性及耐腐蚀性能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高强度铝型材挤压模具用合金钢，各组分按重量百分比计为：c：0.38-0.43%、si：0.98-1.03%、mn：0.35-0.40%、p≤0.02%、s≤0.01%、cr：4.95-5.00%、mo：1.30-1.35%、v：0.90-0.95%、稀土≤0.001%，其余为fe及不可避免的杂质。
本发明的另一目的在于，提供一种高强度铝型材挤压模具用合金钢的制造方法，包括以下步骤：
1）优选炉料，采用无生铁、无铸铁、无钢屑、成分合格的废旧模具作为母材；
2）将选出的废旧模具投入中频感应炉进行冶炼，控制冶炼温度为1500-1600℃，冶炼过程中造渣三次，脱氧脱硫；同时添加相应的合金元素及稀土元素控制成分，浇注制备电极锭；
3）将电极锭投入电渣炉重熔冶炼，控制冶炼温度为1500-1600℃，冶炼过程中使用无氟复合渣改善合金成分，改善钢锭内部组织结构，制备电渣锭；
4）对电渣锭进行退火处理，消除内应力，然后按锻压比5.0-5.5将电渣锭锻造成材；
5）超声波探伤、精整、检验、入库。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明通过调整合金配比，增加稀土元素，加强冶炼过程中脱氧脱硫的处理，增加电渣重熔的制造工艺，加大锻压比的锻造加工，以达到细化晶粒、避免夹杂、避免碳化物偏析、消除内应力的目的。
本发明为提高钢材的红硬性特将si元素控制在0.98-1.03%，为提高钢材的锻造性能特将v元素控制在0.90-0.95%，并通过添加稀土元素降低p、s、h、as、sb、bi、pb、sn等低溶点元素的有害作用，稀土元素的加入还有细化晶粒，改善晶界的作用。通过中频感应炉熔化、造渣、脱硫、脱氧，制备出合格的电极锭，再通过电渣重熔炉，重熔冶炼、去除杂质、净化钢液，进一步脱氧脱硫，完善钢锭内部组织结构，电渣锭制备完成后做退火处理，消除内应力，保证了其后的大锻压比锻造工序顺利完成。
通过上述工艺制造出的模具钢材，经检验：晶粒细小，成分均匀，无夹杂、无偏析，易加工，内应力小。模具完成后的热处理工艺简化，但模具的硬度不变，红硬性更加优异，耐腐蚀性能有大幅提高。经上机试验，使用本发明合金钢制造的挤压模具在耐磨性及稳定性上均有大幅提高，平均生产效率及使用寿命均能达到普通模具钢材的150%以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
实施例1
挑选无生铁、无铸铁、无钢屑、成分合格的废旧铝型材挤压模具，将其投入中频感应炉进行冶炼，控制冶炼温度为1500℃，冶炼过程中造渣三次，脱氧脱硫，同时添加相应的合金元素及稀土元素控制成分，浇注制备电极锭；然后将电极锭投入电渣炉重熔冶炼，控制冶炼温度为1500℃，通过重熔冶炼制备出合格的电渣锭；对电渣锭进行退火处理，并按锻压比5.0将电渣锭锻造成材。
经检验，本实施例制造成型的模具钢材，各组分按重量百分比计为：c：0.38%、si：1.00%、mn：0.35%、p：0.01%、s：0.007%、cr：4.95%、mo：1.30%、v：0.92%、稀土≤0.001%，其余为fe及不可避免的杂质，其使用寿命为现有普通模具钢材的171%。
实施例2
挑选无生铁、无铸铁、无钢屑、成分合格的废旧铝型材挤压模具，将其投入中频感应炉进行冶炼，控制冶炼温度为1500℃，冶炼过程中造渣三次，脱氧脱硫，同时添加相应的合金元素及稀土元素控制成分，浇注制备电极锭；然后将电极锭投入电渣炉重熔冶炼，控制冶炼温度为1500℃，通过重熔冶炼制备出合格的电渣锭；对电渣锭进行退火处理，并按锻压比5.5将电渣锭锻造成材。
经检验，本实施例制造成型的模具钢材，各组分按重量百分比计为：c：0.40%、si：0.98%、mn：0.38%、p：0.008%、s：0.008%、cr：4.97%、mo：1.32%、v：0.90%、稀土≤0.001%，其余为fe及不可避免的杂质，其使用寿命为现有普通模具钢材的169%。
实施例3
挑选无生铁、无铸铁、无钢屑、成分合格的废旧铝型材挤压模具，将其投入中频感应炉进行冶炼，控制冶炼温度为1550℃，冶炼过程中造渣三次，脱氧脱硫，同时添加相应的合金元素及稀土元素控制成分，浇注制备电极锭；然后将电极锭投入电渣炉重熔冶炼，控制冶炼温度为1550℃，通过重熔冶炼制备出合格的电渣锭；对电渣锭进行退火处理，并按锻压比5.0将电渣锭锻造成材。
经检验，本实施例制造成型的模具钢材，各组分按重量百分比计为：c：0.42%、si：1.02%、mn：0.39%、p：0.013%、s：0.005%、cr：5.00%、mo：1.35%、v：0.95%、稀土≤0.001%，其余为fe及不可避免的杂质，其使用寿命为现有普通模具钢材的170%。
实施例4
挑选无生铁、无铸铁、无钢屑、成分合格的废旧铝型材挤压模具，将其投入中频感应炉进行冶炼，控制冶炼温度为1600℃，冶炼过程中造渣三次，脱氧脱硫，同时添加相应的合金元素及稀土元素控制成分，浇注制备电极锭；然后将电极锭投入电渣炉重熔冶炼，控制冶炼温度为1600℃，通过重熔冶炼制备出合格的电渣锭；对电渣锭进行退火处理，并按锻压比5.5将电渣锭锻造成材。
经检验，本实施例制造成型的模具钢材，各组分按重量百分比计为：c：0.43%、si：1.00%、mn：0.40%、p：0.015%、s：0.009%、cr：4.98%、mo：1.33%、v：0.94%、稀土≤0.001%，其余为fe及不可避免的杂质，其使用寿命为现有普通模具钢材的174%。
实施例5
挑选无生铁、无铸铁、无钢屑、成分合格的废旧铝型材挤压模具，将其投入中频感应炉进行冶炼，控制冶炼温度为1600℃，冶炼过程中造渣三次，脱氧脱硫，同时添加相应的合金元素及稀土元素控制成分，浇注制备电极锭；然后将电极锭投入电渣炉重熔冶炼，控制冶炼温度为1600℃，通过重熔冶炼制备出合格的电渣锭；对电渣锭进行退火处理，并按锻压比5.0将电渣锭锻造成材。
经检验，本实施例制造成型的模具钢材，各组分按重量百分比计为：c：0.40%、si：1.02%、mn：0.36%、p：0.012%、s：0.006%、cr：4.96%、mo：1.35%、v：0.93%、稀土≤0.001%，其余为fe及不可避免的杂质，其使用寿命为现有普通模具钢材的172%。