1.本发明涉及热作模具钢材料技术领域，特别是一种高温强韧性好、抗热疲劳性强的热作模具钢及其制备方法。
背景技术：
2.8418热作模具钢是瑞典一胜百发展的一种优质热作模具钢，其采用了最新的生产及精炼技术，由此使得dievar作为最新发展的压铸模具钢而具备优良的康热疲劳龟裂、热冲击开裂、热磨损、塑性变形的性能。这些独特的性能使其成为压铸、热锻、热挤模具钢的最佳选择。另外：在冲切过程中，模具必须具备一定的韧性。当冲切厚的板材和钢带时，模具冲切刃口会承受很高的拉应力，所以要求模具必须具有很高的韧性才不至于开裂。被加工件厚度越厚对模具韧性要求就越高，此时就必须选用高韧性且耐冲击的模具材料，同时还必须具有良好的耐磨性以保证合理经济的生产运转。但是在现实使用过程中发现，该钢材的高温强韧性、高温硬度、热稳定性、抗热疲劳性及抗裂桥、抗爆模特性还满足不了使用条件苛刻的热作模具，如黑色、有色金属材料的热挤压模、铜铝压铸模和精锻模等。
3.因此，研发一种新的热作模具钢，提高模具钢材料的上述高温性能，以满足使用条件苛刻的热作模具，成为目前行业内亟待解决的问题。
技术实现要素：
4.本发明的目的就是针对目前现有的8418热作模具钢的高温强韧性、高温硬度、热稳定性、抗热疲劳性及抗裂桥、抗爆模特性还满足不了使用条件苛刻的热作模具，如黑色、有色金属材料的热挤压模、铜铝压铸模和精锻模等使用条件的问题，而提供一种高温强韧性好、抗热疲劳性强的热作模具钢及其制备方法。
5.本发明的一种高温强韧性好、抗热疲劳性强的热作模具钢，所述热作模具钢含有下述重量百分比的成分：c：0.38～0.45%，si：0.10～0.23%，mn：0.20～0.40%，p：≤0.015%，s：≤0.003%，cr：5.0～5.6%，ni：0.70～0.95%，mo：1.95～2.20%，v：0.60～0.75%，re：0.10～0.18%，nb：0.10～0.20%，余量为fe。
6.优选地，本发明的一种高温强韧性好、抗热疲劳性强的热作模具钢，所述热作模具钢含有下述重量百分比的成分：c：0.41%，si：0.18%，mn：0.28%，p：≤0.015%，s：≤0.003%，cr：5.3%，ni：0.82%，mo：1.98%，v：0.64%，re：0.15%，nb：0.14%，余量为fe。
7.本发明的一种高温强韧性好、抗热疲劳性强的热作模具钢的制备方法，是采用eaf中频炉+lf精炼炉+vd真空炉+esr电渣重溶冶炼技术，其中热处理工艺包括下述步骤：（1）预热：升温至600-630℃，保温1.5-2.0h，继续升温至830-850℃，保温1.5-2.0h；（2）淬火：在预热基础上，继续升温至1020-1050℃，保温1.0h，出炉油淬，待工件降温至100℃左右时从油中取出空冷，以防止内应力增加；（3）回火：淬火后的模具及时回火，以消除应力，具体是：升温至585-630℃时进行第一
次回火，保温时间问6.0h，控制硬度在45-48hrc，出炉空冷至常温后，进行第二、第三次回火，温度为570-600℃，保温6h，出炉空冷。
8.本发明钢材是在8418钢的基础上研发的新型热作模具钢，合金元素针对热作模具的使用特性做了调整，尤其适用于压铸模具，还增加了稀土等多种微量元素，通过本发明的改进，本发明钢材的高温韧性、高温硬度、热稳定性、抗热疲劳性、抗裂桥、抗爆模等性能均非常好。
9.本发明模具钢与传统的h13钢相比，620～700℃的回火稳定性、抗氧化性、800-950℃的抗热磨损性、650℃和750℃的抗热疲劳性，以及易切削性和可锻造性均优于h13钢，特别是锻造退火后的金相组织非常理想，达到北美压铸协会nadca标准a1、a2、b1、b2级，为模具的最终热处理创造了条件，从而得到优良的综合机械性能。
具体实施方式
10.实施例1一种高温强韧性好、抗热疲劳性强的热作模具钢，所述热作模具钢含有下述重量百分比的成分：c：0.41%，si：0.18%，mn：0.28%，p：≤0.015%，s：≤0.003%，cr：5.3%，ni：0.82%，mo：1.98%，v：0.64%，re：0.15%，nb：0.14%，余量为fe。
11.本实施例的一种高温强韧性好、抗热疲劳性强的热作模具钢的制备方法，是采用eaf中频炉+lf精炼炉+vd真空炉+esr电渣重溶冶炼技术，所述热作模具钢的热处理工艺包括下述步骤：（1）预热：升温至615℃，保温1.8h，继续升温至840℃，保温1.8h；（2）淬火：在预热基础上，继续升温至1040℃，保温1.0h，出炉油淬，待工件降温至100℃左右时从油中取出空冷，以防止内应力增加；（3）回火：淬火后的模具及时回火，以消除应力，具体是：升温至600℃时进行第一次回火，保温时间问6.0h，控制硬度在48hrc，出炉空冷至常温后，进行第二、第三次回火，温度为585℃，保温6h，出炉空冷。
12.实施例2一种高温强韧性好、抗热疲劳性强的热作模具钢，所述热作模具钢含有下述重量百分比的成分：c：0.38%，si：0.23%，mn：0.20%，p：≤0.015%，s：≤0.003%，cr：5.6%，ni：0.95%，mo：2.20%，v：0.60%，re：0.18%，nb：0.10%，余量为fe。
13.本实施例的一种高温强韧性好、抗热疲劳性强的热作模具钢的制备方法，是采用eaf中频炉+lf精炼炉+vd真空炉+esr电渣重溶冶炼技术，所述热作模具钢的热处理工艺包括下述步骤：（1）预热：升温至600℃，保温2.0h，继续升温至850℃，保温1.5h；（2）淬火：在预热基础上，继续升温至1050℃，保温1.0h，出炉油淬，待工件降温至100℃左右时从油中取出空冷，以防止内应力增加；（3）回火：淬火后的模具及时回火，以消除应力，具体是：升温至585℃时进行第一次回火，保温时间问6.0h，控制硬度在45hrc，出炉空冷至常温后，进行第二、第三次回火，温度为600℃，保温6h，出炉空冷。
14.实施例3
一种高温强韧性好、抗热疲劳性强的热作模具钢，所述热作模具钢含有下述重量百分比的成分：c：0.45%，si：0.10%，mn：0.40%，p：≤0.015%，s：≤0.003%，cr：5.0%，ni：0.70%，mo：1.95%，v：0.75%，re：0.10%，nb：0.20%，余量为fe。
15.本实施例的一种高温强韧性好、抗热疲劳性强的热作模具钢的制备方法，是采用eaf中频炉+lf精炼炉+vd真空炉+esr电渣重溶冶炼技术，所述热作模具钢的热处理工艺包括下述步骤：（1）预热：升温至630℃，保温1.5h，继续升温至830℃，保温2.0h；（2）淬火：在预热基础上，继续升温至1020℃，保温1.0h，出炉油淬，待工件降温至100℃左右时从油中取出空冷，以防止内应力增加；（3）回火：淬火后的模具及时回火，以消除应力，具体是：升温至585-630℃时进行第一次回火，保温时间问6.0h，控制硬度在46hrc，出炉空冷至常温后，进行第二、第三次回火，温度为570℃，保温6h，出炉空冷。