熱加工工具鋼以及製造熱加工工具鋼的方法
2023-04-27 15:23:01 1
熱加工工具鋼以及製造熱加工工具鋼的方法
【專利摘要】一種低鉻熱加工工具鋼，其組成為(以重量%計)：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，任選地，Ni＜3、Co≤5、B＜0.01，除雜質外餘量為Fe；和一種製造具有增強的回火抗性的低鉻熱加工工具鋼製品的方法。
【專利說明】熱加工工具鋼以及製造熱加工工具鋼的方法【技術領域】
[0001]本發明涉及一種低鉻熱加工工具鋼以及製造低鉻熱加工工具鋼製品的方法。
【背景技術】
[0002]術語「熱加工工具」應用於許多不同種類的用於在相對高的溫度下金屬加工或成形的工具，例如用於壓鑄的工具，如壓模(dies)、插入物和型芯(inserts and cores)、入口部分、噴嘴、出模器元件(ejector elements)、活塞、高壓室等；用於擠壓加工的工具,如壓模、模座、襯套(liners)、承壓墊和杆(pressure pads and stems)、心軸(spindles)等;用於熱壓的工具，如用於鋁、鎂、銅、銅合金和鋼熱壓的工具；用於塑料的模型，如用於注模法、模壓成型法和擠壓成型法的模型；以及各種其它種類的工具，如用於熱剪切的工具、收縮圈/軸環(shrink-rings/collars)和旨在高溫加工中使用的耐磨部分。低合金熱加工工具鋼在以下應用中用於中小尺寸的工具，該應用中對回火抗性和熱疲勞的要求很高。回火抗性是指熱加工工具鋼在高溫下長時間保持其硬度的能力。熱加工工具鋼針對在長時間暴露於高溫下的強度和硬度進行開發，並且通常使用大量碳化物形成的合金。
[0003]另一種類型的工具鋼是高速鋼，其用於在高達或超過760°C的溫度下仍必須保持強度和硬度的切削刀具中。為了減少所需的鎢和鉻的用量，例如分別為18重量％和4重量％，開發了使用5~10重量％鑰的變種。高速鋼在組成和價格上和熱加工鋼有區別，並且高速鋼不能用作熱加工鋼的替代物。
【發明內容】
[0004]本發明的一個目的是提供具有改良性能概況(profile)的低鉻熱加工工具鋼，特別是改良的回火抗性。本發明中的鋼特別適合用於小工具，其不需要具有高淬透性(hardenability)的鋼組成以用於其製造。
[0005]該目的通過提供權利要求1所限定的低鉻熱加工工具鋼實現，即該鋼由下列組分構成(以重量％計):
[0006]
【權利要求】
1.一種低鉻熱加工工具鋼，其組成為(以重量％計): 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 任選地 Ni < 3 Co ^ 5 B < 0.01 除雜質外餘量為Fe。
2.根據權利要求1的低鉻熱加工工具鋼，其滿足下列一個或多個條件(以重量％計):
C0.20-0.38 優選 0.30~0.35
N0.03--0.30 優選 0.03.、.0.1O
C+N0.30-0.50 優選 0.36~0.44
Cr1-3 優選 1.2-2.6
Mo1.9-2.9 優選 2.2~2.8
V1.0~1.3 優選 1.15 ~1.25
Mn1-2 優選 L1-1.9
Si0.1-0.5 優選 0.2~0.4
Ni< I 聽 < 0.25
Co<4 優選 <0.20 B0,00 丨~0.01 恍選 OJOl~0.005,
3.根據權利要求1或2的低鉻熱加工工具鋼，其滿足下列一個或多個條件(以重量％計): C0.25-0.35 優選 0.27-0.34 N0.04-0.30 優選 0.04~0.10
C+N0.38-0.42 Cr1.3-2.5 優選 1.4-2.3 =
4.根據前述權利要求中任一項的低鉻熱加工工具鋼，其滿足下列一個或多個條件(以重量％計): N 0.042 ~0.15 優選 0.045 ~0.12 C+N 0.39 ~0.41 Cr 1.3 ~2.3優選 1.4 ~2.1。
5.根據前述權利要求中任一項的低鉻熱加工工具鋼，其滿足下列一個或多個條件(以重量％計):
6.根據權利要求1的低鉻熱加工工具鋼，其組成為(以重量％計):
7.根據權利要求1的低鉻熱加工工具鋼，其組成為(以重量％計):
8.根據權利要求1的低鉻熱加工工具鋼，其組成為(以重量％計):
9.根據權利要求1的低鉻熱加工工具鋼，其組成為(以重量％計):
10.根據權利要求1的低鉻熱加工工具鋼，其組成為(以重量％計):
11.一種製造具有增強回火抗性的低鉻熱加工工具鋼製品的方法，其包括:a)提供如前述權利要求中任一項限定的鋼；b)由所述鋼形成鋼製品；c)在最高為1200°c的溫度下將步驟b)中得到的所述鋼製品奧氏體化大約半個小時，隨後淬火；並且 d)在500~700°C的溫度下，將所述經淬火的鋼製品回火至少兩次，每次2小時。
12.根據權利要求11的方法，其包括在1050~1150°C的溫度下，優選1080~1150°C，對所述鋼製品實施奧氏體化。
13.根據權利要求11或12中任一項的方法，其包括在550~680°C的溫度，優選600~650°C，甚至更優選625~650°C，對所述經淬火的鋼製品實施回火。
14.根據權利要求11~13中任一項的方法，進一步包括加入氮，其通過首先製造除氮以外基本上所需組成的鋼粉末，隨後用氮氣氮化該固態粉末以提供所需的組合物，並且然後熱壓所述粉末以形成錠。
15.根據權利要求11~14中任一項的方法，其還包括在奧氏體化之前，將錠均勻化、鍛造和軟化退火的步驟。
【文檔編號】C22C33/02GK103703150SQ201280021117
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年3月1日 優先權日:2011年3月4日
【發明者】J.安德森, H.傑斯珀森, H-O.安德倫, L-E.斯文森 申請人:尤迪霍爾姆斯有限責任公司