热加工工具钢以及制造热加工工具钢的方法
【专利摘要】一种低铬热加工工具钢，其组成为(以重量%计)：C?0.08～0.40、N?0.015～0.30、C+N?0.30～0.50、Cr?1～4、Mo?1.5～3、V?0.8～1.3、Mn?0.5～2、Si?0.1～0.5，任选地，Ni＜3、Co≤5、B＜0.01，除杂质外余量为Fe；和一种制造具有增强的回火抗性的低铬热加工工具钢制品的方法。
【专利说明】热加工工具钢以及制造热加工工具钢的方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低铬热加工工具钢以及制造低铬热加工工具钢制品的方法。
【背景技术】
[0002]术语“热加工工具”应用于许多不同种类的用于在相对高的温度下金属加工或成形的工具，例如用于压铸的工具，如压模(dies)、插入物和型芯(inserts and cores)、入口部分、喷嘴、出模器元件(ejector elements)、活塞、高压室等；用于挤压加工的工具,如压模、模座、衬套(liners)、承压垫和杆(pressure pads and stems)、心轴(spindles)等;用于热压的工具，如用于铝、镁、铜、铜合金和钢热压的工具；用于塑料的模型，如用于注模法、模压成型法和挤压成型法的模型；以及各种其它种类的工具，如用于热剪切的工具、收缩圈/轴环(shrink-rings/collars)和旨在高温加工中使用的耐磨部分。低合金热加工工具钢在以下应用中用于中小尺寸的工具，该应用中对回火抗性和热疲劳的要求很高。回火抗性是指热加工工具钢在高温下长时间保持其硬度的能力。热加工工具钢针对在长时间暴露于高温下的强度和硬度进行开发，并且通常使用大量碳化物形成的合金。
[0003]另一种类型的工具钢是高速钢，其用于在高达或超过760°C的温度下仍必须保持强度和硬度的切削刀具中。为了减少所需的钨和铬的用量，例如分别为18重量％和4重量％，开发了使用5~10重量％钥的变种。高速钢在组成和价格上和热加工钢有区别，并且高速钢不能用作热加工钢的替代物。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目的是提供具有改良性能概况(profile)的低铬热加工工具钢，特别是改良的回火抗性。本发明中的钢特别适合用于小工具，其不需要具有高淬透性(hardenability)的钢组成以用于其制造。
[0005]该目的通过提供权利要求1所限定的低铬热加工工具钢实现，即该钢由下列组分构成(以重量％计):
[0006]
【权利要求】
1.一种低铬热加工工具钢，其组成为(以重量％计): C0.08-0.40 N0.015-0.30 C+N0.30-0.50
CrI ~4
Mo1,5-3
V0.8 ~1.3
Mn0,5-2
Si0.1 ~0.5 任选地 Ni < 3 Co ^ 5 B < 0.01 除杂质外余量为Fe。
2.根据权利要求1的低铬热加工工具钢，其满足下列一个或多个条件(以重量％计):
C0.20-0.38 优选 0.30~0.35
N0.03--0.30 优选 0.03.、.0.1O
C+N0.30-0.50 优选 0.36~0.44
Cr1-3 优选 1.2-2.6
Mo1.9-2.9 优选 2.2~2.8
V1.0~1.3 优选 1.15 ~1.25
Mn1-2 优选 L1-1.9
Si0.1-0.5 优选 0.2~0.4
Ni< I 聽 < 0.25
Co<4 优选 <0.20 B0,00 丨~0.01 恍选 OJOl~0.005,
3.根据权利要求1或2的低铬热加工工具钢，其满足下列一个或多个条件(以重量％计): C0.25-0.35 优选 0.27-0.34 N0.04-0.30 优选 0.04~0.10
C+N0.38-0.42 Cr1.3-2.5 优选 1.4-2.3 =
4.根据前述权利要求中任一项的低铬热加工工具钢，其满足下列一个或多个条件(以重量％计): N 0.042 ~0.15 优选 0.045 ~0.12 C+N 0.39 ~0.41 Cr 1.3 ~2.3优选 1.4 ~2.1。
5.根据前述权利要求中任一项的低铬热加工工具钢，其满足下列一个或多个条件(以重量％计):
6.根据权利要求1的低铬热加工工具钢，其组成为(以重量％计):
7.根据权利要求1的低铬热加工工具钢，其组成为(以重量％计):
8.根据权利要求1的低铬热加工工具钢，其组成为(以重量％计):
9.根据权利要求1的低铬热加工工具钢，其组成为(以重量％计):
10.根据权利要求1的低铬热加工工具钢，其组成为(以重量％计):
11.一种制造具有增强回火抗性的低铬热加工工具钢制品的方法，其包括:a)提供如前述权利要求中任一项限定的钢；b)由所述钢形成钢制品；c)在最高为1200°c的温度下将步骤b)中得到的所述钢制品奥氏体化大约半个小时，随后淬火；并且 d)在500~700°C的温度下，将所述经淬火的钢制品回火至少两次，每次2小时。
12.根据权利要求11的方法，其包括在1050~1150°C的温度下，优选1080~1150°C，对所述钢制品实施奥氏体化。
13.根据权利要求11或12中任一项的方法，其包括在550~680°C的温度，优选600~650°C，甚至更优选625~650°C，对所述经淬火的钢制品实施回火。
14.根据权利要求11~13中任一项的方法，进一步包括加入氮，其通过首先制造除氮以外基本上所需组成的钢粉末，随后用氮气氮化该固态粉末以提供所需的组合物，并且然后热压所述粉末以形成锭。
15.根据权利要求11~14中任一项的方法，其还包括在奥氏体化之前，将锭均匀化、锻造和软化退火的步骤。
【文档编号】C22C33/02GK103703150SQ201280021117
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年3月1日 优先权日:2011年3月4日
【发明者】J.安德森, H.杰斯珀森, H-O.安德伦, L-E.斯文森 申请人:尤迪霍尔姆斯有限责任公司