500°C， 防止网碳析出及冷却裂纹的产生;本发明工件出水后表面最高回升溫度低于320°C时，因发 生马氏体转变而产生裂纹，工件出水后表面最高回升溫度高于500°C时，工件晶界处易形成 连续网状碳化物； 5)步骤4)的锻件粗加工后转入性能热处理，首先进行超高溫奥氏体化后快冷+球化 退火工序，W得到细小均匀的晶粒和组织，泽火后再进行不低于590°C的2次回火，保溫时间 2h/100mm，使残余奥氏体充分转变为回火索氏体，得到稳定的回火组织；硬度达到45± 1HRC，单个缺口冲击性能KV2>25J、平均缺口冲击性能KV2>30J，单个无缺口冲击功> 280J、平均无缺口冲击功含320J，横、纵向无缺口冲击功之比含93%; 力学性能测试结果见表1、表2。
[0011] 表2 4化5MoSiVl模具钢无缺口冲击性能检测结果
实施例2 1) 钢液采用电炉冶炼、LF炉精炼并经真空碳脱氧、渣面充分扩散脱氧精炼，使自由氧< 化pm，然后加入氧含量为50ppm的La和Ce的混合物，La和Ce的重量比为3:7，同时稀±1^曰和〔6 占钢水总量达到0.02%，实现净化钢液、变质夹杂和微合金化Ξ大功能，并经气氛保护诱注， 防止钢液二次氧化。； 2) 步骤1)的钢锭脱模后热送锻造车间，经加热至1260-1280°C，26-28小时的保溫扩散 均质化退火，通过扩散减轻钢中(：、吐、1〇、￥成分偏析、降低带状组织级别，为提高强度和等 向性奠定基础； 3 )步骤2 )的钢锭分别进行Ξ维X、Y、ΖΞ个方向鐵粗、拔长，鐵粗比为2.0，拔长后X: Y: Z= 2:1.5:1;使钢锭在Ξ个方向上得到充分锻造，从而减弱金属流线产生的各向差异、提高材 料密实度并将4化5MoSiVl模具钢的横、纵向无缺口冲击功之比提高到93%W上； 4 )步骤3 )的4吐5Mo S i V1钢属于过共析钢，根据4吐5Mo S i V1钢的TTT图，保证锻件溫度 不低于900°C时，快速进行水、空气双介质交替冷却，水冷80~90秒、空冷80~90秒，如此循 环冷却数次，工件出水后表面最高回升溫度为320°C-380°C，工件截面的溫度320°C-500°C， 防止网碳析出及冷却裂纹的产生;本发明工件出水后表面最高回升溫度低于320°C时，因发 生马氏体转变而产生裂纹，工件出水后表面最高回升溫度高于500°C时，工件晶界处易形成 连续网状碳化物； 5)步骤4)的锻件粗加工后转入性能热处理，首先进行超高溫奥氏体化后快冷+球化 退火工序，W得到细小均匀的晶粒和组织，泽火后再进行不低于590°C的2次回火，保溫时间 2h/100mm，使残余奥氏体充分转变为回火索氏体，得到稳定的回火组织；硬度达到45± 1HRC，单个缺口冲击性能KV2>25J、平均缺口冲击性能KV2>30J，单个无缺口冲击功> 280J、平均无缺口冲击功含320J，横、纵向无缺口冲击功之比含93%; 力学性能测试结果见表3、表4。
【主权项】
1. 一种提高4Cr5MoSi VI热作模具钢性能的方法，其特征在于，通过三向锻造及锻后水、 空气双介质交替冷却制备出高性能、等向性达到93%以上的4Cr5M 〇SiVl热作模具钢。2. 根据权利要求1所述的一种提高4Cr5M〇SiVl热作模具钢性能的方法，其特征在于，包 括如下步骤： 1) 炼钢： 钢液采用电炉冶炼、经真空碳脱氧、渣面充分扩散脱氧精炼，使自由氧< 6ppm，然后加 入氧含量低于80ppm的La和Ce的稀土混合物，La和Ce的重量比为3:7,同时稀土La和Ce占钢 水总量达到0.02%，并经氩气保护浇注，生产出全氧含量低至12ppm，非金属夹杂物单项< 1 级，粗系、细系夹杂物之和分别< 2级的高洁净钢锭； 2) 钢锭退火： 将步骤1)中的钢锭加热至1250°C_1280°C，保温25~30小时的扩散均质化退火；3)锻 造： 将步骤2)中均质化退火后的钢锭，进行X、Y、Z三个方向镦粗、拔长，镦粗比为2.0,拔长 后Χ:Υ:Ζ=2:1·5:1; 4) 锻后冷却： 锻件完成锻造后，保证锻件温度不低于900°C时，快速进行水、空气双介质交替冷却，水 冷60~90秒、空冷60~90秒;水冷60~90秒、空冷60~90秒，如此循环冷却数次，工件出水后 表面最高回升温度为320°C_380°C，工件截面的温度320°C_500°C; 5) 性能热处理： 锻后冷却的工件在淬火前增加超高温快冷+球化退火工序，以得到细小均匀的晶粒和 组织，淬火后进行不低于590°C的2-3次回火，保温时间2-3h/100mm，使残余奥氏体充分转变 为回火索氏体，得到稳定的回火组织;硬度达到45± 1HRC，单个缺口冲击性能KV2 2 25J、平 均缺口冲击性能KV2 2 30J，单个无缺口冲击功2 280J、平均缺口冲击性能2 320J;横、纵向 无缺口冲击功之比2 93%。
【专利摘要】本发明涉及一种4Cr5MoSiV1热作模具钢，特别是涉及一种提高4Cr5MoSiV1热作模具钢性能的方法。本发明采用电炉冶炼、真空碳脱氧、渣面扩散脱氧精炼，控氧条件下添加纯稀土La和Ce、氩气保护浇注，生产出全氧含量低至12ppm的高洁净钢锭，钢锭经扩散均质化退火，三维方向的三次镦粗、拔长锻造，锻后水、空气双介质交替快速冷却，在淬火前进行超高温奥氏体化后快冷+球化退火工序，淬火后不低于590℃的2-3次回火，得到4Cr5MoSiV1热作模具钢稳定的回火组织，4Cr5MoSiV1热作模具钢单个缺口冲击性能KV2≥25J、平均缺口冲击性能KV2≥30J,？单个无缺口冲击功≥280J、平均无缺口冲击功≥320J，横、纵向无缺口冲击功之比≥93%的高性能、极佳等向性的质量水平。
【IPC分类】B21J5/06, B21K29/00, C21D8/00
【公开号】CN105525078
【申请号】CN201510776761
【发明人】任胜利, 雷丙旺, 胡永平, 李挺, 韩彩霞, 孟可可, 王星, 文海燕, 王立功
【申请人】内蒙古北方重工业集团有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年11月15日