本发明涉及合金材料技术领域，更具体地说，尤其涉及一种热作模具钢合金材料。
背景技术：
热作模具是用来使零件热成型的模具，一般在高温、热冲击等恶劣工作条件下工作，因此要求其具有优良的综合性能，尤其是高温性能。目前，工业生产上广泛应用的是h13钢，h13钢在600℃以下工作时，具有良好的热稳定性和抗热疲劳性能，较好的强韧性结合，但在600℃以上，h13钢的强度和热稳定性急剧下降，失去了原有的优异性能。
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，提供一种具有较高的高温强度和高热稳定性的热作模具钢合金材料。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种热作模具钢合金材料，各组分按重量百分比计为：c：0.046-0.15%、si：0.25-1.00%、mn：0.91-1.50%、s≤0.02%、cr：16-21%、mo：1.30-1.80%、ni：3.50-4.00%、cu：0.18-0.90%，其余为fe及不可避免的杂质。
优选地，各组分按重量百分比计为：c：0.08-0.13%、si：0.40-0.90%、mn：1.00-1.30%、s≤0.01%、cr：18-19%、mo：1.50-1.70%、ni：3.60-3.90%、cu：0.20-0.60%，其余为fe及不可避免的杂质。
优选地，各组分按重量百分比计为：c：0.1%、si：0.50%、mn：1.10%、s：0.008%、cr：18.5%、mo：1.60%、ni：3.70%、cu：0.40%，其余为fe及不可避免的杂质。
优选地，各组分按重量百分比计为：c：0.12%、si：0.80%、mn：1.20%、s：0.009%、cr：18.8%、mo：1.65%、ni：3.80%、cu：0.50%，其余为fe及不可避免的杂质。
本发明热作模具钢合金材料中主要合金元素的作用如下：
硅（si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用。
锰（mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，不仅能提高钢的强度和硬度，还能提高钢的淬性，改善钢的热加工性能。
铬（cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性，铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢、耐热钢的重要合金元素。
钼（mo）：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力（长期在高温下受到应力，发生变形，称为蠕变）。
镍（ni）：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性，镍还对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。
铜（cu）：铜能提高钢的强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。
与现有技术相比，本发明热作模具钢合金材料利用合金元素mn、cr、mo、ni、cu的合金手段，再加入si元素，有利于提高模具钢的强度和耐热性，使其具有良好的高温强度、高热稳定性和抗热疲劳性能。
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
一种热作模具钢合金材料，各组分按重量百分比计为：c：0.046%、si：0.25%、mn：0.91%、s：0.003%、cr：16%、mo：1.30%、ni：3.5%、cu：0.18%，其余为fe及不可避免的杂质。
实施例2
一种热作模具钢合金材料，各组分按重量百分比计为：c：0.08%、si：0.40%、mn：1.00%、s：0.005%、cr：18%、mo：1.50%、ni：3.60%、cu：0.20%，其余为fe及不可避免的杂质。
实施例3
一种热作模具钢合金材料，各组分按重量百分比计为：c：0.1%、si：0.50%、mn：1.10%、s：0.008%、cr：18.5%、mo：1.60%、ni：3.70%、cu：0.40%，其余为fe及不可避免的杂质。
实施例4
一种热作模具钢合金材料，各组分按重量百分比计为：c：0.12%、si：0.80%、mn：1.20%、s：0.009%、cr：18.8%、mo：1.65%、ni：3.80%、cu：0.50%，其余为fe及不可避免的杂质。
实施例5
一种热作模具钢合金材料，各组分按重量百分比计为：c：0.13%、si：0.90%、mn：1.30%、s：0.01%、cr：19%、mo：1.70%、ni：3.90%、cu：0.60%，其余为fe及不可避免的杂质。
实施例6
一种热作模具钢合金材料，各组分按重量百分比计为：c：0.15%、si：1.00%、mn：1.50%、s：0.02%、cr：21%、mo：1.80%、ni：4.00%、cu：0.90%，其余为fe及不可避免的杂质。