一种超耐磨H13模具钢

　　(57)摘要

　　本发明公开了一种超耐磨H13模具钢，属于 模具钢领域。它的化学元素重量组份为G0.46- 0.49 份;Si： 0.81-0.92 份;Mn ： 0.32-0.46 份;P： 0.008-0.011份;S：0.001-0.003份;Cr：4.36- 6.25 份;Ni：0.04-0.23 份;Cu ： 0.01-0.1 份;Mo： 1.01-1.36 份;V：0.08-1.27份,余量为 Fe。针对现 有技术的H13模具钢耐磨性差的问题，本发明可 以提高H13模具的耐磨性能。

　　1 .一种超耐磨H13模具钢，其特征在于，化学元素重量组份为：C： 0.46-0.49份;Si： 0.81-0.92 份;血：0.32-0.46份;P：0.008-0.011 份;S： 0.001-0.003份;Cr：4.36-6.25份;Ni： 0.04-0.23份;Cu： 0.01-0.1 份;Mo： 1.01T .36 份;V：0.08T.27 份,余量为 Fe。

　　2. 根据权利要求1所述的一种超耐磨H13模具钢,其特征在于，化学元素重量组份为:C： 0.46 份;Si：0.81 份;Mn： 0.32 份;P：0.008份;S： 0.001 份;Cr：4.36 份;Ni：0.04 份;Cu：0.01 份; Mo：1.01 份;V： 0.08 份,余量为 Fe。

　　3. 根据权利要求1所述的一种超耐磨H13模具钢,其特征在于，化学元素重量组份为:C： 0.49 份;Si：0.92 份;Mn： 0.46 份;P： 0.011 份;S： 0.003 份;Cr：6.25 份;Ni： 0.23 份;Cu：0.1 份; Mo： 1.36 份;V： 1.27 份,余量为 Fe。

　　4. 根据权利要求1所述的一种超耐磨H13模具钢,其特征在于，化学元素重量组份为:C： 0.48 份;Si：0.91 份;Mn： 0.41 份;P：0.011 份;S： 0.002份;Cr：5.25 份;Ni：0.13 份;Cu：0.07 份; Mo： 1.22 份;V： 1.07 份,余量为 Fe。

　　5. 根据权利要求1所述的一种超耐磨H13模具钢,其特征在于，化学元素重量组份为:C： 0.49 份;Si：0.90 份;Mn： 0.42 份;P：0.011 份;S： 0.002份;Cr：5.24 份;Ni：0.12 份;Cu：0.08 份; Mo：1.21 份;V： 1.06 份,余量为 Fe。

　　—种超耐磨H13模具钢

　　技术领域

　　[0001] 本发明涉及模具钢领域,尤其涉及一种超耐磨H13模具钢。

　　背景技术

　　[0002]用模具加工成型零件具有生产效率高、质量好、节约材料和成本低等一系列优点， 应用范围极其广泛。热作模具钢是一类重要的模具材料，由于热作模具是在高温下长时间 工作的，随着服役时间的延长其组织将发生变化，性能也会相应地发生改变，因此，这就要 求热作模具钢具有良好的强韧性、冷热疲劳性能及高温热稳定性等。

　　[0003] H13钢是C-Cr-Mo-Si-V型钢,在世界上的应用极其普遍。H13系列用钢锻后热处理 过程一般采用如下工艺:锻件材在830-880 °C条件下保温后缓冷或在700-750°C条件下等 温球化一段时间后缓冷(即一般工艺);有时会在上述工艺前加淬火或正火工艺(即强化工 艺)，但这些工艺通常存在以下不足：(1) 一般钢材锻后冷却不均，马氏体，残余奥氏体等多 种组织并存,组织形态不均匀，采用上述一般工艺退火后，存在块状和条状共晶碳化物，晶 界有网状二次碳化物析出，所以进行一般工艺很难得到理想的均匀细小组织，从而影响制 作的模具的寿命。(2)采用强化工艺加一般工艺处理时，由于H13型钢的淬火或正火温度较 高，需将钢材从炉台上吊下，工人劳动环境差,强度大，并有一定的淬火或正火成本。(3)当 退火炉较大或装料较多时,特别是降温阶段时炉内都要存在较大温差，制定一定的工艺温 度等温球化退火，不能适用炉内不同温度的钢材,球化效果较差。

　　[0004] 中国发明**，公开号：102242316B,授权公开号：2012年10月10日，公开了一种 H13模具钢及其制备方法，属于耐磨材料技术领域。其化学元素重量%为：0.40〜0.46%的 C,6.00—6.30% 的 Cr, 0.50 〜0.65 % 的V ,0.30〜0.45 % 的 Mo , 0.85〜1.05% 的血，1.25 〜 1.55% 的 S i, 0.12 〜0.25% 的 W, 0.008 〜0.018% 的 Nb, 0.008 〜0.015% 的 Ta, 0.08 〜0.12% 的 Ti ,0.003 〜0.006 % 的B, 0.08 〜0.15 % 的 A1,0.03 〜0.06 % 的N, 0.06 〜0.12% 的 Y,〈 0.025%的S和<0.030%的P,余量为Fe。优点：贵重合金元素钥、机含量较低，且不需要进行 锻造加工，可以铸代锻，使H13钢的成本明显下降;可以明显改善H13钢的性能，实现钙渣铁 合金变废为宝;可以明显细化凝固组织,提高H13钢的力学性能;具有优异的耐磨性,用做热 作模具，使用寿命提高o其不足之处在于，该**仅在一定程度上提高了 H13钢的耐磨性能, 且成分复杂，成本较高;含碳量低,硬度低。

　　发明内容

　　[0005] 1 .发明要解决的技术问题

　　[0006] 针对现有技术的H13模具钢耐磨性差的问题，本发明提供了一种超耐磨H13模具

　　钢。它可以提高H13模具的耐磨性能。

　　[0007] 2.技术方案

　　[0008] 为解决上述问题,本发明提供的技术方案为：

　　[0009] 一种超耐磨H13模具钢，化学元素重量组份为:C：0.46-0.49份;Si：0.81-0.92份; Mn：0.32-0.46份;P： 0.008-0. 011 份;S： 0.001-0.003份;Cr：4.36-6.25份;Ni：0.04-0.23 份; Cu：O.01-0.1 份;Mo：1.01T.36 份;V：0.08T.27 份,余量为 Fe。

　　[0010] 优选地，化学元素重量组份为：C： 0.46份;Si： 0.81份;Mn： 0.32份;P：0.008份;S：

　　0.001 份;Cr：4.36 份;Ni： 0.04 份;Cu： 0.01 份;Mo： 1.01 份;V： 0.08 份,余量为 Fe。

　　[0011]优选地，cC：0.49 份;Si： 0.92 份;Mn： 0.46 份;P： 0.011 份;S： 0.003 份;Cr：6.25 份; Ni：0.23 份;Cu：0.1 份;Mo： 1.36 份;V： 1.27 份,余量为 Fe。

　　[0012] 优选地，化学元素重量组份为：C： 0.48份;Si： 0.91份;Mn： 0.41份;P：0.011份;S：

　　0.002份;Cr：5.25 份;Ni： 0.13 份;Cu： 0.07 份;Mo： 1.22 份;V： 1.07 份,余量为 Fe。

　　[0013] 优选地，化学元素重量组份为：C： 0.49份;Si： 0.90份;Mn： 0.42份;P：0.011份;S：

　　0.002份;Cr：5.24 份;Ni： 0.12 份;Cu： 0.08 份;Mo： 1.21 份;V： 1.06 份,余量为 Fe。

　　[0014] 3.有益效果

　　[0015] 采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比,具有如下有益效果：

　　[0016] (1)本发明的一种超耐磨H13模具钢，含碳量在保持H13模具钢具备一定强度的前

　　提下,提咼了H13模具钢的耐磨性能;

　　[0017] (2)本发明的一种超耐磨H13模具钢，铭在钢中可形成铭的碳化物，能提高钢的高

　　温强度和耐磨性，提高钢的淬透性和回火稳定性;

　　[0018] (3)本发明的一种超耐磨H13模具钢,钥也是碳化物形成元素，和铭一样，可提高钢

　　的高温硬度和淬透性,钥还可细化晶粒,减小回火脆性;

　　[0019] (4)本发明的一种超耐磨H13模具钢，饥比铭和钥更容易形成碳化物，极少溶入铁

　　的固溶体中，机的碳化物使钢具有良好的热硬性,并可细化晶粒，提高钢的耐磨性。

　　具体实施方式

　　[0020] 为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述。

　　[0021] 实施例1

　　[0022] 一种超耐磨H13模具钢，化学元素重量组份为:C：0.46-0.49份;Si ：0.81-0.92份; Mn：0.32-0.46份;P： 0.008-0.011 份;S： 0.001-0.003份;Cr：4.36-6.25份;Ni：0.04-0.23 份; Cu：0.01-0.1 份;Mo：1.01T.36 份;V：0.08T.27 份,余量为 Fe。

　　[0023] 实施例2

　　[0024] 一种超耐磨H13模具钢，化学元素重量组份为:C：0.46份;Si ：0.81份;血：0.32份; P：0.008 份;S： 0.001 份;Cr：4.36 份;Ni： 0.04 份;Cu： 0.01 份;Mo： 1.01 份;V： 0.08 份,余量为 Feo

　　[0025] 实施例3

　　[0026] 一种超耐磨H13模具钢，化学元素重量组份为:C：0.49份;Si ：0.92份;血：0.46份;

　　P：0.011 份;S： 0.003份;Cr：6.25 份;Ni： 0.23 份;Cu：0.1 份;Mo： 1.36 份;V： 1.27 份,余量为 Fe。 [0027] 实施例4

　　[0028] 一种超耐磨H13模具钢，化学元素重量组份为:C：0.48份;Si ：0.91份;血：0.41份; P：0.011 份;S： 0.002份;Cr：5.25 份;Ni： 0.13 份;Cu： 0.07 份;Mo： 1.22 份;V： 1.07 份，余量为 Feo

　　[0029] 宏观检验，中心疏松(级)：2.0,锭型偏析(级)：2.5;微观检验：非金属杂质;A细：

　　1.0;A粗：0.5;B细：1.0;B粗：0.5;C细：0.0;C粗：0.0;D细：0.5;D粗：0.0。

　　[0030] 力学性能：布氏硬度(HBW) ：177;洛氏硬度(HRC) ： 55;冲击:试验温度：室温，横冲 (无缺口)：212O

　　[0031] 实施例5

　　[0032] 一种超耐磨H13模具钢，化学元素重量组份为:C：0.49份;Si ：0.90份;血：0.42份; P：0.011 份;S： 0.002份;Cr：5.24 份;Ni： 0.12 份;Cu： 0.08 份;Mo： 1.21 份;V： 1.06 份，余量为 Feo

　　[0033] 宏观检验，中心疏松级2.0,锭型偏析级2.5 ;微观检验:非金属杂质;A细：1.0;A粗: 0.5;B细：1.0;B粗：0.5;C细：0.0;C粗：0.0;D细：0.5;D粗：0.0。

　　[0034] 力学性能:布氏硬度(HBW) ：180;洛氏硬度(HRC) ： 57;冲击:试验温度：室温，横冲 (无缺口)：221O

　　[0035] 对工具钢而言，钢中的碳一部分进入钢的基体中引起固溶强化，另外一部分碳将 和合金元素中的碳化物形成元素结合成合金碳化物。对热作模具钢,这种合金碳化物除少 量残留以外，还要求它在回火过程中在淬火马氏体基体上弥散析出产生二次硬化现象,从 而由均匀分布的残留合金碳化合物和回火马氏体的组织来决定热作模具钢的性能。由此可 见，钢中的含C量不能太低。H13钢的含铭量为4.75 %〜5.50 %。一般来说,含5 %以上Cr的钢 具有高韧度，故其含碳量应保持在形成量合金碳化物的水平上。

　　[0036] 本实施例中的含碳量在保持H13模具钢具备一定强度的前提下,提高了H13模具钢 的耐磨性能。

　　[0037] H13钢中主要合金元素的作用如下：

　　[0038] 铭:铭在钢中可形成铭的碳化物,能提高钢的高温强度和耐磨性,提高钢的淬透性 和回火稳定性。铭和其他碳化物形成元素一起提供给钢，具有较高的淬透性和好的抗软化 能力，所以H13钢在空冷条件下能够淬硬。在6barN2气体真空处理条件下可淬透直径为 160mm。但铭的加入会增加碳化物的不均匀程度，致使钢中会出现亚稳定的共晶碳化物,这 种碳化物现在国内一般可用高碳铭轴承钢相关标准予以评定,铭含量的提高有利于增加材 料的热强度,但对韧度不利。

　　[0039] 钥:钥也是碳化物形成元素，和铭一样,可提高钢的高温硬度和淬透性,此外,钥还 可细化晶粒，减小回火脆性。

　　[0040] 饥:饥比铭和钥更容易形成碳化物，极少溶入铁的固溶体中。机的碳化物使钢具有 良好的热硬性，并可细化晶粒，提高钢的耐磨性。

　　[0041] 硅:硅是对铁素体进行置换固溶强化非常有效的元素,仅次于磷,但同时在一定程 度上降低钢的韧度和塑性。一般都将硅限制在钢脱氧需要的范围内。如果将Si作为合金元 素加入钢中，其量一般不小于0.40%。硅也为提高回火抗力的有效元素。Si降低碳在铁素体 中的扩散速度，使回火时析出的碳化物不易聚集，增加回火稳定性。另外，硅易使钢呈现带 状组织，使钢的横向性能比纵向性能差，也使钢的脆性转折温度升高。Si还具有促进钢的脱 碳敏感性，但Si有利于咼温抗氧化性的提咼。

　　[0042] 锭:锭可以改变钢在凝固时所形成的氧化物的性质和形状。同时它与S有较大的亲 合力，可以避免在晶界上形成低熔点的硫化物FeS,而以具有一定塑性的MnS存在，从而消除 硫的有害影响，改善钢的热加工性能。血具有固溶强化作用，从而提高铁素体和奥氏体的强 度和硬度，虽然其固溶强化效果不及碳、磷和硅，但其对钢的延展性几乎没有影响。在铁素 体-珠光体型钢中,血是**可使屈服强度增加又使冷脆转变温度变化更小的合金元素。

　　[0043]以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，所以，如果 本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计 出与该技术方案相似的实施例,均应属于本发明的保护范围。