本發(fā)明涉及一種壓鑄模具專用材料，屬于機械設(shè)備的材料加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在壓鑄生產(chǎn)中，熱疲勞、破裂、凹陷是壓鑄模具常見的失效機理，這些原因往往是多個因素相互作用的結(jié)果。隨著壓鑄工業(yè)的進步，壓鑄產(chǎn)品尺寸也逐漸向大尺寸發(fā)展，壓鑄精密程度的要求也越來越高，如何提高大型壓鑄模具的壽命，已經(jīng)成為當前行業(yè)中共同關(guān)注的焦點。
從上世紀 90 年代初，北美壓鑄協(xié)會頒布了《高級H13驗收標準》。從此以后，高級H13 材料成為壓鑄行業(yè)的主流材料，隨后世界知名鋼鐵企業(yè)紛紛效仿，推出一系列高級壓鑄材料。如：瑞典一勝百鋼鐵的8407材料，德國德勝鋼鐵的2344材料，日本大同鋼鐵的SKD61 材料和日立鋼鐵DAC系列，以及近年瑞典和德國合作開發(fā)的DIEVAR材料。這些鋼鐵企業(yè)憑借自身優(yōu)勢，或從冶煉工藝入手，或合金調(diào)配入手，進行新的嘗試，以期望新的突破。
現(xiàn)有的用于制備壓鑄模具的材料H13在高溫條件下，其熱疲勞性不夠高，導(dǎo)致模具整體壽命偏低。
有鑒于此，如何生產(chǎn)一種耐疲勞壽命長的壓鑄模具材料成為有待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，提供了一種壓鑄模具專用材料，可解決現(xiàn)有的用于制備壓鑄模具的材料H13容易出現(xiàn)早起龜裂的現(xiàn)象，可以有效的延長壓鑄模具的使用壽命。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：
本發(fā)明提供一種壓鑄模具專用材料，所述壓鑄模具專用材料的成分包括：
C 0.35-0.42%；
Si 0.80-1.20%；
Mn 0.20-0.40%；
Cr 4.90-5.15%；
Mo 1.30-1.50%；
V 0.9-1.2%；
Co 0.30-0.50%；
S 0-0.005%；
P 0-0.015%；
其它組分為Fe。
進一步地，所述壓鑄模具專用材料的成分包括：
C 0.38-0.40%；
Si 0.90-1.10%；
Mn 0.20-0.30%；
Cr 5.0-5.15%；
Mo 1.40-1.50%；
V 0.9-1.1%；
Co 0.40-0.50%；
S 0-0.01%；
P 0.005-0.015%；
其它組分為Fe。
進一步地，所述壓鑄模具專用材料的成分包括：
C 0.40%；
Si 1.10%；
Mn 0.25%；
Cr 5.0%；
Mo 1.50%；
V 1.0%；
Co 0.45%；
S 0.005%；
P 0.01%；
其它組分為Fe。
本發(fā)明具有以下有益效果：
所述壓鑄模具專用材料的成分包括：C 0.35-0.42%；Si 0.80-1.20%；Mn 0.20-0.40%；Cr4.90-5.15%；Mo 1.30-1.50%；V 0.9-1.2%；Co 0.30-0.50%；S 0-0.005%；P 0-0.015%；其它組分為Fe。制備壓鑄模具的專用材料通過添加Co 0.30-0.50%，并對應(yīng)調(diào)整其他成分的含量，使得制備出來的壓鑄模具在不降低高溫韌性的前提下，在高溫下，具有非常高的強度，能有效的解決現(xiàn)有的用于制備壓鑄模具的材料H13容易出現(xiàn)早起龜裂的現(xiàn)象，可以有效的延長壓鑄模具的使用壽命。
具體實施方式
下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
本發(fā)明實施例提供一種壓鑄模具專用材料，所述壓鑄模具專用材料的成分包括：C 0.35-0.42%；Si 0.80-1.20%；Mn 0.20-0.40%；Cr4.90-5.15%；Mo 1.30-1.50%；V 0.9-1.2%；Co 0.30-0.50%；S 0-0.005%；P 0-0.015%；其它組分為Fe。制備壓鑄模具的專用材料通過添加Co 0.30-0.50%，并對應(yīng)調(diào)整其他成分的含量，使得制備出來的壓鑄模具在不降低高溫韌性的前提下，在高溫下，具有非常高的強度，能有效的解決現(xiàn)有的用于制備壓鑄模具的材料H13容易出現(xiàn)早起龜裂的現(xiàn)象，可以有效的延長壓鑄模具的使用壽命。
在本較佳實施例中，所述壓鑄模具專用材料的成分包括：C 0.38-0.40%；Si 0.90-1.10%；Mn 0.20-0.30%；Cr5.0-5.15%；Mo 1.40-1.50%；V 0.9-1.1%；Co 0.40-0.50%；S 0-0.01%；P 0.005-0.015%；其它組分為Fe。
與現(xiàn)有技術(shù)中的壓鑄模具材料相比，本發(fā)明的壓鑄模具專用材料，適當增加鉻的含量，從而提高模具鋼中鐵的電極電位，即可提高其耐蝕性。當鉻在鐵中形成固溶體時，可以顯著提高其電極電位，但這種提高不是勻速的而是臺階式的。當鉻的原子百分數(shù)含量達到12.5%，鉻與鐵的原子比為1/8，電位有一突躍升高；當鉻的原子百分數(shù)含量達到25%，原子比為2/8時，電位又一次躍升。而在非躍升原子比時，隨著鉻含量的增高，電位連續(xù)升高得非常微小。按照鉻重量比，12.5% 的原子百分含量相當于11.65%質(zhì)量含量，但鋼中加入的鉻部分與碳形成碳化物，這部分鉻則失去耐蝕效果，因而如果正好添加的鉻為12.5%（原子百分數(shù)），則因固溶的鉻低于12.5%（原子百分數(shù)）而使耐蝕性大大降低，另外鋼中含有其它元素同樣也會對有效鉻的含量產(chǎn)生影響。因此適當增加鉻含量，使鋼中固溶的鉻含量保持在原子比為1/8水平。
碳含量的控制，壓鑄模具鋼在淬火高溫回火狀態(tài)下，隨著鋼的碳含量增高，導(dǎo)熱性增大，韌性增高，耐蝕性提高，但抗塑性變形能力和耐磨性降低。與傳統(tǒng)壓鑄模鋼相比，碳含量需要降低，但如果碳含量過低模具鋼的硬度等性能達不到要求。因此，為保證壓鑄模具鋼淬火、高溫回火后的屈服強度達到σ0.2=900-1200MPa，硬度HRC45-48，其碳含量控制為0.35-0.42%（質(zhì)量含量）。
鉬含量：在模具鋼中添加鉬主要是提高鋼的熱強度。模具鋼淬火后，淬火溫度為1120-1140℃，高溫回火時原來較為粗大的滲碳體型碳化物將被溶解并重新形核長大形成M2C型碳化物，而具有二次硬化和抗過時效特性，因而可以在較高溫度下保持高的強度、硬度。隨著鉬含量的增高，在相同回火條件下，其硬度、強度增高。而且這種規(guī)律可以保持到630-650℃回火。 但是鉬添加過高會使模具鋼加熱時形成鐵素體，而降低模具鋼的熱性能，因此為了確保630-650℃工作條件下的強度、硬度、鉬含量控制在1.3-1.5%之間。
釩含量：在壓鑄模具鋼中添加少量的釩，可以增加特殊碳化物M4C3、M2C的穩(wěn)定性和細化淬火加熱時奧氏體晶粒，從而改善鋼的延性和韌性，并增強模具鋼的強度、硬度。
鈷含量：如果在低碳高鉻鋼中添加了較多的鉬，會使鋼加熱時形成鐵素體。為了平衡增加鐵素體的傾向，需要增加鈷的含量，而且鈷的加入還會使二次硬化作用的溫度移向高溫。為了獲得壓鑄模要求的力學(xué)性能，其用鋼成分必需在淬火加熱時，能夠完全奧氏體化。由于用鋼含有很高的封閉γ區(qū)的鉻鉬等合金元素，淬火加熱時可能不能完全獲得γ相（奧氏體），而有δ-Fe（α相）存在。為防止δ-Fe出現(xiàn)，需加入擴大γ區(qū)的元素來平衡。而鈷既可以擴大γ區(qū)、提高Ms點以減少淬火后鋼中殘余奧氏量、提高回火穩(wěn)定性，又不降低A1的臨界點，使壓鑄模具鋼既保證抗蝕性，又不產(chǎn)生δ-Fe，以使材料成分達到平衡配比。因此，通過大量實驗研究，得知鈷的最佳含量為0.30-0.50%。
壓鑄模具的制備過程如下：包括如下步驟：
將壓鑄模具專用材料進行熔煉、鍛造，得到初步工件；
進行熱處理，熱處理的工藝條件：1020℃±10℃淬火，550-600℃回火兩次，經(jīng)熱處理后模具的硬度為HRC45-48，并且具有非常好的韌性，有效的解決現(xiàn)有的用于制備壓鑄模具的材料H13容易出現(xiàn)早起龜裂的現(xiàn)象，可以有效的延長壓鑄模具的使用壽命。
以下通過多個具體實施例進行說明：
實施例一：
所述壓鑄模具專用材料的成分包括：C 0.40%；Si 1.10%；Mn 0.25%；Cr 5.0%；Mo 1.50%；V1.0%；Co 0.45%；S0.005%；P0.01%；其它組分為Fe。上述材料制備的壓鑄模具經(jīng)過熱處理后，需進行清理，然后對其進行磨削使其達到壓鑄模具尺寸和光潔度的要求，這些壓鑄模具需再經(jīng)探傷和硬度及耐沖擊性檢測，凡HRC為45-48、者即為成品。通過上述專用材料制備的壓鑄模具，其硬度為HRC：46，在高溫下，耐磨性和韌性都極其優(yōu)良。
實施例二：
所述壓鑄模具專用材料的成分包括：C 0.35%；Si 0.80%；Mn 0.20%；Cr4.90%；Mo 1.30%；V 0.9%；Co 0.30%；S 0.005%；P 0.01%；其它組分為Fe。上述材料制備的壓鑄模具經(jīng)過熱處理后，需進行清理，然后對其進行磨削使其達到壓鑄模具尺寸和光潔度的要求，這些壓鑄模具需再經(jīng)探傷和硬度及耐沖擊性檢測，凡HRC為45-48、者即為成品。通過上述專用材料制備的壓鑄模具，其硬度為HRC：48，在高溫下，耐磨性和韌性都極其優(yōu)良。
實施例三：
所述壓鑄模具專用材料的成分包括：C 0.42%；Si1.20%；Mn 0.40%；Cr5.15%；Mo 1.50%；V 1.2%；Co 0.50%；S 0.005%；P 0.015%；其它組分為Fe。上述材料制備的壓鑄模具經(jīng)過熱處理后，需進行清理，然后對其進行磨削使其達到壓鑄模具尺寸和光潔度的要求，這些壓鑄模具需再經(jīng)探傷和硬度及耐沖擊性檢測，凡HRC為45-48、者即為成品。通過上述專用材料制備的壓鑄模具，其硬度為HRC：48，在高溫下，耐磨性和韌性都極其優(yōu)良。
實施例四：
所述壓鑄模具專用材料的成分包括：C 0.37%；Si 0.9%；Mn 0.25%；Cr5. 0%；Mo 1.4%；V 1.1%；Co 0.40%；S 0.002%；其它組分為Fe。上述材料制備的壓鑄模具經(jīng)過熱處理后，需進行清理，然后對其進行磨削使其達到壓鑄模具尺寸和光潔度的要求，這些壓鑄模具需再經(jīng)探傷和硬度及耐沖擊性檢測，凡HRC為45-48、者即為成品。通過上述專用材料制備的壓鑄模具，其硬度為HRC：45，在高溫下，耐磨性和韌性都極其優(yōu)良。
綜上所述，所述壓鑄模具專用材料的成分包括：C 0.35-0.42%；Si 0.80-1.20%；Mn 0.20-0.40%；Cr4.90-5.15%；Mo 1.30-1.50%；V 0.9-1.2%；Co 0.30-0.50%；S 0-0.005%；P 0-0.015%；其它組分為Fe。制備壓鑄模具的專用材料通過添加Co 0.30-0.50%，并對應(yīng)調(diào)整其他成分的含量，使得制備出來的壓鑄模具在不降低高溫韌性的前提下，在高溫下，具有非常高的強度，能有效的解決現(xiàn)有的用于制備壓鑄模具的材料H13容易出現(xiàn)早起龜裂的現(xiàn)象，可以有效的延長壓鑄模具的使用壽命。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
技術(shù)特征：
1.一種壓鑄模具專用材料，其特征在于，所述壓鑄模具專用材料的成分包括：
C 0.35-0.42%；
Si 0.80-1.20%；
Mn 0.20-0.40%；
Cr 4.90-5.15%；
Mo 1.30-1.50%；
V 0.9-1.2%；
Co 0.30-0.50%；
S 0-0.005%；
P 0-0.015%；
其它組分為Fe。
2.如權(quán)利要求1所述的壓鑄模具專用材料，其特征在于：所述壓鑄模具專用材料的成分包括：
C 0.38-0.40%；
Si 0.90-1.10%；
Mn 0.20-0.30%；
Cr 5.0-5.15%；
Mo 1.40-1.50%；
V 0.9-1.1%；
Co 0.40-0.50%；
S 0-0.01%；
P 0.005-0.015%；
其它組分為Fe。
3.如權(quán)利要求2所述的壓鑄模具專用材料，其特征在于：所述壓鑄模具專用材料的成分包括：
C 0.40%；
Si 1.10%；
Mn 0.25%；
Cr 5.0%；
Mo 1.50%；
V 1.0%；
Co 0.45%；
S 0.005%；
P 0.01%；
其它組分為Fe。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種壓鑄模具專用材料，所述壓鑄模具專用材料的成分包括：C 0.35?0.42%；Si 0.80?1.20%；Mn 0.20?0.40%；Cr 4.90?5.15%；Mo 1.30?1.50%；V 0.9?1.2%；Co 0.30?0.50%；S 0?0.005%；P 0?0.015%；其它組分為Fe。制備壓鑄模具的專用材料通過添加Co 0.30?0.50%，并對應(yīng)調(diào)整其他成分的含量，使得制備出來的壓鑄模具在不降低高溫韌性的前提下，在高溫下，具有非常高的強度，能有效的解決現(xiàn)有的用于制備壓鑄模具的材料H13容易出現(xiàn)早起龜裂的現(xiàn)象，可以有效的延長壓鑄模具的使用壽命。
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