本发明涉及模具钢技术领域，具体涉及一种表面硬度均匀耐磨的模具钢制备方法。
背景技术：
模具钢是用来制造冷冲模、热锻模压铸模等模具的钢种。模具的质量直接影响着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产成本，而模具的质量与使用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外，主要受模具自身材料、制备及热处理工艺的影响。而随着科学技术的进步及社会发展需求，对模具材料的要求越来越高，尤其是大型模具材料，其产出的成品体积较大，若是使用的模具综合性能存在不足缺陷，将会给制造企业带来严重的损失；而现有的模具材料已经逐渐无法满足市场及企业的需要，因此，研制出一种组织结构稳定、机械性能优良的模具钢材料相当有必要。
公开号为cn107523753a的专利申请，公开了一种模具钢，其包括以下重量份的原料组成：碳2-5份；硅30-40份；锰0.5-2份；铝0.5-1.5份；磷0.5-1份；铁50-60份；铬2-4份；钒0.1-0.5份。另外，该发明在原料组分中还添加有少量的高岭土，提高了可塑性和使用寿命，但其未有结合数据说明，也未阐明导线的其它性能指标。
公开号为cn106929767a的专利申请，公开了一种模具材料，其包括采用70份的低碳钢，28份的黄铜，0.5份的铬，0.2份的镍，1份钛，0.3份的硅混合制成。该发明的各种金属配比合理，使得模具具有良好的抗氧化性、良好的耐磨损性，采用材料中占比少的金属先混合再与材料中大占比的材料混合，使得材料混合更充分，使得材料具有良好的热疲劳性。但是，材料的碳含量高，力学性能及加工型有待进一步提高。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种表面硬度均匀耐磨的模具钢制备方法，该种模具钢制备简单方便，综合性能优良。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种表面硬度均匀耐磨的模具钢制备方法，按照以下步骤进行
(1)熔炼：将工业原料加入到温度为1640-1660℃的熔炼炉中冶炼至少3.5h，再转入lf炉，加入精炼剂，再在真空、温度为1515℃条件下精炼105min；
(2)浇铸：将精炼后的熔液在氩气保护下浇铸成钢棒，拉坯速度为1.15-1.25m/min；
(3)电渣重熔：将得到的钢棒在氩气保护气氛下，加入五元渣系进行电渣重熔，电渣重熔过程中电压设定为70v，电流控制在8500a，所述五元渣系为caf2、al2o3、fe3o4、cao、sio2按质量比为6:2:1:2:1混制得到的；
(4)锻造：锻造温度在885-1075℃，开锻压下量要求在28mm，且锻造后，待钢件冷却至665℃后置于保温坑缓冷，缓冷速率为35℃/h；
(5)等温退火：将钢件在温度为865℃条件下保温1.5h，以5℃/min降温至685℃等温3.5h，出炉空冷；
(6)淬火：将钢件在温度为720-730℃预热20-25min，再在温度为900-910℃条件下保温1-1.5h，出炉后浸入淬火油中冷却；
(7)回火：将钢件在温度为510-520℃条件下均热20-30min，再在温度为430-440℃条件下均热30-40min，之后在温度为320-330℃条件下均热30-40min，最后在180-190℃的油炉中均热2-3h。
优选地，上述模具钢包括以下按重量百分比计的化学成分：sn：0.03-0.06％、bi：0.01-0.03％、sb：0.08-0.12％、y：0.14-0.18％、la：0.01-0.014％、mo：0.15-0.19％、b：0.003-0.007％，余量为fe。
进一步地，上述模具钢包括以下按重量百分比计的化学成分：sn：0.05％、bi：0.02％、sb：0.10％、y：0.16％、la：0.012％、mo：0.17％、b：0.005％，余量为fe。
进一步地，上述模具钢中不可避免的杂质含量≤0.01％。
进一步地，在上述步骤(1)中，熔炼的温度为1650℃，熔炼时间为3.8h。
进一步地，在上述步骤(2)中，浇铸的温度为1485℃，拉坯速度为1.2m/min。
进一步地，在上述步骤(3)中，电渣重熔烘烤温度为885℃，保温时间为10.5h。
进一步地，在上述步骤(4)中，保温缓冷时间为42h，出坑温度为125℃。
进一步地，在上述步骤(6)中，淬火是将钢件在温度为725℃预热22min，再在温度为905℃条件下保温1.2h，出炉后浸入淬火油中冷却。
进一步地，在上述步骤(7)中，回火是将钢件在温度为515℃条件下均热25min，再在温度为435℃条件下均热35min，之后在温度为325℃条件下均热35min，最后在185℃的油炉中均热2.5h。
本发明具有如下的有益效果：本发明的模具钢制备方便，通过对模具钢中合金元素及制备工艺参数的优化配比，各元素成份在制备过程中协同形成的致密、稳定合金相、多种复杂合金化合物以及弥散性高温强化相，在细化合金模具材料基体晶粒的同时，改善了其金相结构和铸态组织，达到了以下效果：
(1)提高了模具钢基体组织的固溶体过饱和度，并减少了粗大未溶结晶相，调控了晶界析出相的大小和分布，增强了模具钢组织结构的致密性和稳定性，提高其机械强度和韧性；
(2)本发明的模具钢具有优良的抗疲劳性能、延展性、韧性及塑性，能够避免挤压、冲击、拉伸等过程中的出现开裂、断裂等质量不良的现象，提高了成材率，大大满足了市场及企业对高性能模具钢材料的需求；
(3)抑制模具钢组织的蠕变变形，改善其综合性能，提高成品率及质量；具有优良的机械性能，韧性好抗外力冲击；表面硬度高且均匀耐磨、耐腐蚀抗氧化、耐高温、热震性优异，使用可靠，经久耐用，应用广泛。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种表面硬度均匀耐磨的模具钢制备方法，按照以下步骤进行：
上述模具钢由以下重量百分比含量的元素成份组成：c：0.21％、si：0.32％、cu：0.13％、mn：0.47％、cr：0.65％、sn：0.03％、bi：0.01％、sb：0.08％、y：0.14％、la：0.01％、mo：0.15％、b：0.003％，余量为fe，其中，不可避免的杂质含量≤0.01％；
(1)熔炼：将工业原料加入到温度为1640℃的熔炼炉中冶炼3.5h，再转入lf炉，加入精炼剂，再在真空、温度为1515℃条件下精炼105min；
(2)浇铸：将精炼后的熔液在氩气保护下浇铸成钢棒，拉坯速度为1.15m/min，浇铸的温度设定为1485℃；
(3)电渣重熔：将得到的钢棒在氩气保护气氛下，加入五元渣系进行电渣重熔，电渣重熔烘烤温度为885℃，保温时间为10.5h，电渣重熔过程中电压设定为70v，电流控制在8500a，五元渣系为caf2、al2o3、fe3o4、cao、sio2按质量比为6:2:1:2:1混制得到的；
(4)锻造：初锻温度为885℃，终锻温度为1075℃，开锻压下量要求在28mm，且锻造后，待钢件冷却至665℃后置于保温坑缓冷，缓冷速率为35℃/h，保温缓冷时间为42h，出坑温度为125℃；
(5)等温退火：将钢件在温度为865℃条件下保温1.5h，以5℃/min降温至685℃等温3.5h，出炉空冷；
(6)淬火：将钢件在温度为720℃预热25min，再在温度为900℃条件下保温1.5h，出炉后浸入淬火油中冷却；
(7)回火：将钢件在温度为510℃条件下均热30min，再在温度为430℃条件下均热40min，之后在温度为320℃条件下均热40min，最后在180℃的油炉中均热3h；
(8)性能检测：
①抗拉强度：≥840mpa；
②屈服强度：≥615mpa；
③耐点蚀电位：≥0.80；
④抗冲击韧度：≥68j/cm2
⑤hrc：62±2；
⑥磨损率：≤0.06％。
实施例2
一种表面硬度均匀耐磨的模具钢制备方法，按照以下步骤进行：
上述模具钢由以下重量百分比含量的元素成份组成：c：0.21-0.25％、si：0.32-0.36％、cu：0.13-0.17％、mn：0.47-0.49％、cr：0.65-0.69％、sn：0.03-0.06％、bi：0.01-0.03％、sb：0.08-0.12％、y：0.14-0.18％、la：0.01-0.014％、mo：0.15-0.19％、b：0.003-0.007％，余量为fe，其中，不可避免的杂质含量≤0.01％；
(1)熔炼：将工业原料加入到温度为1650℃的熔炼炉中冶炼3.8h，再转入lf炉，加入精炼剂，再在真空、温度为1515℃条件下精炼105min；
(2)浇铸：将精炼后的熔液在氩气保护下浇铸成钢棒，拉坯速度为1.2m/min，浇铸的温度设定为1485℃；
(3)电渣重熔：将得到的钢棒在氩气保护气氛下，加入五元渣系进行电渣重熔，电渣重熔烘烤温度为885℃，保温时间为10.5h，电渣重熔过程中电压设定为70v，电流控制在8500a，五元渣系为caf2、al2o3、fe3o4、cao、sio2按质量比为6:2:1:2:1混制得到的；
(4)锻造：初锻温度为895℃，终锻温度为1065℃，开锻压下量要求在28mm，且锻造后，待钢件冷却至665℃后置于保温坑缓冷，缓冷速率为35℃/h，保温缓冷时间为42h，出坑温度为125℃；
(5)等温退火：将钢件在温度为865℃条件下保温1.5h，以5℃/min降温至685℃等温3.5h，出炉空冷；
(6)淬火：将钢件在温度为725℃预热22min，再在温度为905℃条件下保温1.2h，出炉后浸入淬火油中冷却；
(7)回火：将钢件在温度为515℃条件下均热25min，再在温度为435℃条件下均热35min，之后在温度为325℃条件下均热35min，最后在185℃的油炉中均热2.5h；
(8)性能检测：
①抗拉强度：≥840mpa；
②屈服强度：≥615mpa；
③耐点蚀电位：≥0.81；
④抗冲击韧度：≥67j/cm2
⑤hrc：62±2；
⑥磨损率：≤0.06％。
实施例3
一种表面硬度均匀耐磨的模具钢制备方法，按照以下步骤进行：
上述模具钢由以下重量百分比含量的元素成份组成：c：0.25％、si：0.36％、cu：0.17％、mn：0.49％、cr：0.69％、sn：0.06％、bi：0.03％、sb：0.12％、y：0.18％、la：0.014％、mo：0.19％、b：0.007％，余量为fe，其中，不可避免的杂质含量≤0.01％；
(1)熔炼：将工业原料加入到温度为1660℃的熔炼炉中冶炼3.5h，再转入lf炉，加入精炼剂，再在真空、温度为1515℃条件下精炼105min；
(2)浇铸：将精炼后的熔液在氩气保护下浇铸成钢棒，拉坯速度为1.25m/min，浇铸的温度设定为1485℃；
(3)电渣重熔：将得到的钢棒在氩气保护气氛下，加入五元渣系进行电渣重熔，电渣重熔烘烤温度为885℃，保温时间为10.5h，电渣重熔过程中电压设定为70v，电流控制在8500a，五元渣系为caf2、al2o3、fe3o4、cao、sio2按质量比为6:2:1:2:1混制得到的；
(4)锻造：初锻温度为905℃，终锻温度为1045℃，开锻压下量要求在28mm，且锻造后，待钢件冷却至665℃后置于保温坑缓冷，缓冷速率为35℃/h，保温缓冷时间为42h，出坑温度为125℃；
(5)等温退火：将钢件在温度为865℃条件下保温1.5h，以5℃/min降温至685℃等温3.5h，出炉空冷；
(6)淬火：将钢件在温度为730℃预热20min，再在温度为910℃条件下保温1h，出炉后浸入淬火油中冷却；
(7)回火：将钢件在温度为520℃条件下均热20min，再在温度为440℃条件下均热30min，之后在温度为330℃条件下均热30min，最后在190℃的油炉中均热2h；
(8)性能检测：
①抗拉强度：≥834mpa；
②屈服强度：≥610mpa；
③耐点蚀电位：≥0.79；
④抗冲击韧度：≥68j/cm2
⑤hrc：62±2；
⑥磨损率：≤0.05％。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。