本发明涉及钢材料技术领域，具体地说，是一种新型车身结构件压铸模具钢及其制备工艺。
背景技术：
汽车结构件是承载车身起到支撑及承载作用的构成，是车身零部件的安装基础。随着汽车轻量化的发展，越来越多的车身结构件采用铝镁合金压铸生产。车门内板、减震塔、纵横梁、仪表盘、后备箱尾箱等车身结构件压铸模具往往较大，单套模具重量往往超过40吨，单块模块外形尺寸超过1000mm。目前国内外常用的压铸模具钢是以瑞典qro90为代表的cr含量为3％的系列钢以及以美国h13为代表的cr含量为5％的系列模具钢。此类模具钢组织为不规则亚微米马氏体间偏聚分布40-70nm碳化物，有良好的综合性能在压铸模具领域得到广泛的应用。但此类模具钢在制作大型汽车结构件压铸模具时，由于淬透性不够好，容易产生先共析铁素体、先共析碳化物、粗大贝氏体的析出以及奥氏体的不完全转变，导致模具使用过程中发生开裂。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种新型车身结构件压铸模具钢及其制备工艺，其克服现有技术的不足，打破了国内外先进热作模具钢传统的中、低cr含量的束缚，采取高cr含量的新合金成分设计，具有良好的淬透性，提高了热作模具钢的抗磨损、抗侵蚀和抗冲刷的能力。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种新型车身结构件压铸模具钢包括以下质量百分比的组分：c:0.25～0.35％，si:0.20～0.40％，mn:0.20～0.60％，p≤0.002％，s≤0.001％，cr:7～9％，mo:2.5～3.5％，v:0.30～0.50％，w:0.40～0.60％，nb:0.10～0.30％，n:0.005～0.10％，ti:0.05～0.20％，余量为fe和不可避免的杂质。
根据本发明的一实施例，所述新型车身结构件压铸模具钢包括以下质量百分比的组分：c:0.28～0.32％，si:0.20～0.40％，mn:0.20～0.60％，p≤0.002％，s≤0.001％，cr:7.50～8.50％，mo:2.80～3.20％，v:0.30～0.50％，w:0.40～0.60％，nb:0.10～0.30％，n:0.005～0.10％，ti:0.05～0.20％，余量为fe和不可避免的杂质。
一种新型车身结构件压铸模具钢的制备工艺，其包括步骤：
s100中频熔炼，高温精炼，综合脱氧，分两次加入铝，废钢熔清后，加入相应铁合金，出钢前加入v-fe，在1600～1650℃插铝出钢，采用包内冲入法进行复合变质、孕育、净化处理；
s200电渣重熔工艺，分段补缩；
s300锻造工艺，采用分段加热，加热速度不超过200℃/小时，始锻温度为1250℃，终锻温度为850℃，采用三镦三拔，锻造比大于6；
s400均匀化和晶粒细化工艺，采用1250℃保温24小时，炉冷进行高温均匀化扩散处理，采用1130℃两次空冷进行晶粒超细化处理，采用完全球化退火工艺；
s500模具的加工与热处理，压铸成型，粗加工后采用1080℃淬火，600℃两次回火热处理，精加工。
根据本发明的一实施例，所述步骤s200的具体步骤包括：
s210保证电极焊接密实，保证同心对中，清除飞翅和氧化物；
s220石墨化渣，低位送渣启弧；
s230控制电极插入深度，提高相应熔速；
s240交换电极前大功率提温，换入电极点动送电，触发后缓慢调整；
s250保证引锭顺利，检查结晶器内部表面和两头变形情况.
根据本发明的一实施例，所述步骤s200进一步包括步骤s260：配加脱氧剂ti粉或al粉，中期调整渣料，分三次以上加入，其配比为20％的氧化铝和80％的氟化钙。
根据本发明的一实施例，所述步骤s100中采用中频感应电炉，碱性炉衬，不氧化法炼钢工艺，出钢前5～10分钟保证成分和温度合适，合金化后10分钟取终点样，分两次加入铝，出钢前炉内0.5kg，钢包内出钢三分之一时加0.5kg。
根据本发明的一实施例，包内复合变质剂组成为：y、ce、ti-fe、si-ca，其粒度为5～10mm。
根据本发明的一实施例，退火温度为350℃。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)打破了国内外先进热作模具钢传统的中、低cr含量(cr：1-5.5wt.％，cr/c(wt.％):6.7-15.7)的束缚，提出了高cr含量(cr：7.5～8.5wt.％，cr/c(wt.％):26-30)的新的合金成分设计，具有良好的淬透性，得到10～20nm碳化物在纳米(40-50nm)低碳板条马氏体晶间呈层状构型和抗高温氧化的致密氧化膜的强韧化组织；
(2)其通过优化合金成分c、cr、co、mo、w、v、n等元素，提高新型热作模具钢的红硬性、热稳定性、抗氧化性等；通过加入ti、y、ce、si-ca细化晶粒、减少钢液中的o、s等有害元素与改善夹杂物形态及凝固组织，提高新型车身结构件压铸模具钢的耐磨性和强韧性；提高热作模具的使用寿命与设备的工作效率及降低模具制造成本；
(3)通过优化合金成分设计、孕育、变质、微合金化等，提高了热作模具钢的抗磨损、抗侵蚀和抗冲刷等能力，提高热作模具的使用寿命与设备的工作效率及降低模具制造成本；
(4)通过改变c和cr的元素掺入比例来减少cr7c3、cr23c6生成；co的加入能够增加碳在奥氏体中的扩散速度，co在合金中能够提升高温强度，在相变过程中可以提高钢的临界温度，从而加速了相变过程，能够一定程度上降低cr的不利影响；各个元素在合金中弥散分布，在过程中首先形成凝固核心，以此核心形成晶粒，晶粒变小；ti是强脱氧剂，能够有效减少氧含量；si能显著提高钢的弹性极限、屈服点和抗拉强度，同时，si作为还原剂和脱氧剂能够有效减少钢液中的氧。
(5)制成模具钢后在350℃进行退火，通过再结晶达到晶粒细化的目的，以此来增强模具钢的强度和硬度。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1：减震塔压铸模具
(1)化学成分
新型车身结构件压铸模具钢重量百分比成分如下：c:0.280；si:0.200；mn:0.200；p：0.002；s：0.0008；cr:7.5；mo:2.800；v:0.300；w:0.400；nb:0.100；n:0.005；ti:0.050。
(2)中频熔炼工艺
采用3000kg中频感应电炉，碱性炉衬，不氧化法炼钢工艺。少量底渣，大功率熔化；化清后及时取样；高温精炼，综合脱氧，出钢前5～10分钟保证成分和温度合适，炉渣纯白；合金化后10分钟取终点样；硫磷含量实际要求p≤0.02,s≤0.0008。终脱氧用al分两次加入，出钢前炉内1.5公斤，钢包内出钢三分之一时加1公斤。废钢熔清后，加入各种铁合金(cr-fe、mo-fe、ni等)，出钢前加入v-fe，在1600～1650℃插al出钢，采用包内冲入法进行复合变质、孕育、净化处理，包内复合变质剂组成为：y、ce、ti-fe、si-ca，其粒度为5～10mm。
(3)电渣重熔工艺
要保证电极焊接密实，保证同心对中，清除飞翅和氧化物；石墨化渣，低位送渣启弧；控制电极插入深度，适当提高熔速；交换电极前大功率提温，换入电极点动送电，触发后缓慢调整；保证电极的完整性，防止掉块；保证引锭顺利，检查结晶器内部表面和两头变形情况；适当配加脱氧剂ti或al粉；中期调整渣料15公斤，分三次以上加入，配比20％al2o3+80％caf2；分段补缩。
(4)锻造工艺
采用分段加热，加热速度不超过200℃/小时，始锻温度为1250℃，终锻温度为850℃。采用三镦三拔，锻造比大于6。
(5)均匀化和晶粒细化工艺
采用1250℃保温24小时，炉冷进行高温均匀化扩散处理，采用1130℃两次空冷正好进行晶粒超细化处理，采用完全球化退火工艺，制成模具钢后在350℃进行退火。
(6)模具的加工与热处理
新型车身结构件压铸模具钢制造的减震塔压铸模具，按照图纸进行加工，粗加工后采用1080℃淬火，580℃两次回火热处理，回火后硬度hrc48。最后精加工出库。
使用效果：
采用新型车身结构件压铸模具钢制造减震塔压铸模具，该模具在布勒2700吨压铸机上应用，目前该模具已经使用到8万模次，表面有磨损，但不影响继续使用。
实施例2：车门内板压铸模具
(1)化学成分
新型车身结构件压铸模具钢重量百分比成分如下：c:0.320；si:0.400；mn:0.600；p：0.002；s：0.001；cr:8.500；mo:3.200；v:0.500；w:0.600；nb:0.300；n:0.100；ti:0.200。。
(2)中频熔炼工艺
采用1000kg中频感应电炉，碱性炉衬，不氧化法炼钢工艺。少量底渣，大功率熔化；化清后及时取样；高温精炼，综合脱氧，出钢前5～10分钟保证成分和温度合适，炉渣纯白；合金化后10分钟取终点样；硫磷含量实际要求p≤0.02,s≤0.008。终脱氧用al分两次加入，出钢前炉内0.5公斤，钢包内出钢三分之一时加0.5公斤。废钢熔清后，加入各种铁合金(cr-fe、mo-fe、ni等)，出钢前加入v-fe，在1600～1650℃插al出钢，采用包内冲入法进行复合变质、孕育、净化处理，包内复合变质剂组成为：y、ce、ti-fe、si-ca，其粒度为5～10mm。
(3)电渣重熔工艺
要保证电极焊接密实，保证同心对中，清除飞翅和氧化物；石墨化渣，低位送渣启弧；控制电极插入深度，适当提高熔速；交换电极前大功率提温，换入电极点动送电，触发后缓慢调整；保证电极的完整性，防止掉块；保证引锭顺利，检查结晶器内部表面和两头变形情况；适当配加脱氧剂ti或al粉；中期调整渣料5公斤，分三次以上加入，配比20％al2o3+80％caf2；分段补缩。
(4)锻造工艺
采用分段加热，加热速度不超过200℃/小时，始锻温度为1250℃，终锻温度为850℃，采用三镦三拔，锻造比大于6。
(5)均匀化和晶粒细化工艺
采用1250℃保温24小时，炉冷进行高温均匀化扩散处理，采用1130℃两次空冷正好进行晶粒超细化处理，采用完全球化退火工艺，制成模具钢后在350℃进行退火。
(6)模具的加工与热处理
新型车身结构件压铸模具钢制造的车门内板压铸模具，按照图纸进行加工，粗加工后采用1080℃淬火，600℃两次回火热处理，回火后硬度hrc45。最后精加工出库。
使用效果：
采用新型车身结构件压铸模具钢制造车门内板压铸模具，该模具在布勒2700吨压铸机上应用，目前该模具已经使用到6万模次，表面有磨损，但不影响继续使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。