一种耐高温模具钢及其制造方法与流程(最多可配20激光器)
admin很多人不知道一种耐高温模具钢及其制造方法与流程的知识，小编对最多可配20激光器进行分享，希望能对你有所帮助！
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一种耐高温模具钢及其制造方法与流程
5、钼：钼也是碳化物形成元素，和铬一样，可提高钢的高温硬度和淬透性。
此外，钼还可细化晶粒，减少回火脆性，增加回火稳定性。
钼的固溶温度不高，低温淬火时便可大量固溶，并在回火的过程中以m2c的形式在马氏体板条内的亚晶界上以平行的细针状(二维为层片状)析出，与基体保持共格，提高钢的高温硬度。
因此，通过提高钢中mo含量，在提高回火马氏体的回复、再结晶温度的同时，mo在钢中能形成较为细小的碳化物，从而进一步提高材料的热强性及热稳定性。
钼元素的加入提高了钢奥氏体的稳定性以及钢的淬透性，并且在钢的回火过程中和碳元素结合形成数量较多的较稳定的m2c合金碳化物的析出，这种析出过程是一种弥散的质点强化相析出，较为均匀的分布在钢的基体中，具有较好的二次硬化效果。
钼的加入量控制在此范围使得钢在回火的过程中获得更多的m2c合金碳化物，并产生较大的二次强化作用，这对钢的硬度和冲击韧性的提高起着重要的作用。
6、钒：v是置换固溶强化铁素体和形成奥氏体的元素。
它和c、n的亲和力强，形成间隙相化合物，具有fcc点阵结构，但在点阵的正八面体间隙并不都有碳原子，即存在碳原子缺位，这样，碳化钒并不严格按化学式，一般表示为v4c3(vc0.98～0.75)，所以其点阵常数和硬度在一定范围内变化。
vc的熔点为2830℃，硬度为2400hv，其残留在钢内将有利于耐磨性提高，其全部溶于奥氏体的温度为1413℃。
一般认为，v加入0.05％可细化晶粒，随加入量增加，细化效果加强。
因为既使温度趋近700℃，v的碳化物稳定性仍高，仍能保持细小，所以v是有效阻止奥氏体晶粒粗化的元素，也是在高温下服役的钢的重要合金化元素。
7、钴：co可以最显著提高钢的耐热性和二次硬度。
在软化不稳定区和软化稳定区，钴钢都可以获得很高的稳定性。
8、钨：w属于铁素体形成元素，强碳化物形成元素，能有效地提高耐热钢的高温强度和蠕变性能。
w超过一定量时会导致高温铁素体的生成，w含量会直接影响钢中laves相(fe2(w，mo))的析出。
w在耐热钢中主要起固溶强化作用，或者生成复杂的碳化物和金属间化合物，如fe2w相。
w和mo能够在钢中形成w-mo复合强化，一般情况下，对提高钢的蠕变断裂强度，mo在550℃左右时效果较好，在650℃-700℃时，w比mo更有效。
9、稀土元素：稀土元素的主要作用是纯化、强韧化晶界，从而提高高温强度、高温塑性及抗氧化性能。
稀土元素氧化物对基体组织具有钉扎作用，增加基体和氧化膜之间的浮着力；稀土元素也是钢中很好的脱硫剂，可以清除其他有害杂质(砷、锑、铱等)，改善钢中夹杂物的形态，从而提高钢的冶炼质量和耐热性能；稀土元素对钢晶粒度细化有一定的作用，并且能提高耐热钢的抗蠕变性能。
本发明设计相对较低的c含量(0.2-0.3％)较高的w含量(9-10％)，这样才可能形成m6c碳化物。
如果w含量较低(例如仅7-8％，同时又不含mo)，则可能产生m23c6碳化物，这种碳化物在600℃以后极易聚集长大从而使钢的热稳定性降低。
而m6c碳化物的溶解温度较高，一方面，在高温下部分发生溶解，使较多的合金元素溶入基体造成固溶强化；另一方面，剩余部分m6c碳化物在高温加热条件下可限制晶粒长大，因此提高了钢的高温性能。
提高w含量不可避免地会降低钢的塑性和韧性。
因此，通常要添加一定量的mo代替一部分w，因为mo有助于形成较小尺寸的碳化物。
为了在高温下获得高的抗氧化性，要求cr含量为7-8％。
但在使用中性润滑油的情况下可减少cr含量至5-6％，因为cr会使m6c碳化物更容易聚集。
添加co可以扩大奥氏体相区和防止产生残余铁素体，可以消除w(mo)和cr的上述不利影响，同时co有助于形成强化相co7w6，但不宜超过15％，因为金属间化合物co7w6的数量增多，因而韧性降低，所以本发明中co含量控制在5.0-10％。
添加0-0.5％的nb还可以形成nbc，此类碳化物细小且分散，阻止了晶粒的长大，从而增加钢的耐磨性，改善钢的冲击韧性。
但含量过高时，则显示了对初生晶粒的粗化，碳化物颗粒较粗大。
少量稀土元素re、zr的加入可以减轻合金元素偏析并减小碳化物尺寸；形成的稀土氧化物可作为奥氏体形核核心，使残余液相相互隔离，钢中共晶碳化物断网；re富集在碳化物周围阻止碳化物长大，最终使碳化物尺寸下降，分布更加均匀，提高冲击韧性；作为表面活性元素改变凝固过程中共晶组织的结晶方式，使碳化物形貌变化，并有利于碳化物加热时的球化。
本发明re和zr含量分别控制在0-0.05％和0-0.5％。
ti作为强碳化物形成元素，与nb的作用相似，利用ti、nb、v复合增强钢的耐磨性，细化晶粒尺寸，改善冲击韧性。
本发明的耐高温模具钢制备的工艺步骤及控制的技术参数如下；。
1)将上述质量百分比的原料采用转炉、电炉、感应炉、炉外精炼或电渣重熔等方式进行冶炼和铸造，得到钢锭；。
3)退火，将锻造后的坯料分别加热到840℃和760℃，每次保温4-6小时，然后缓慢随炉冷却。
4)在步骤3)后进行去除应力处理，将钢加热到650℃，保温1-2小时，之后缓慢冷却。
5)将上述胚料进行淬火处理，将胚料加热到1100-1150℃，保温30分钟，采用油作为冷却介质。
6)回火，将上一步获得的胚料分别加热到600℃-700℃，回火2-3次，每次2h，空冷。
该方法中淬火、回火工艺及参数的选取结合原料配方的选取，提高了热稳定性能。
本发明的优点在于：该种模具钢的成分配比科学合理，抗高温能力强，性能稳定，大大延长了模具的使用寿命，使用过程中不易变形，抗拉强度高，制模精度高。
图1为cr2w8v、4cr5mosimov1和4crmnsimov拉伸强度随温度的变化曲线图。
图2为3cr2w8v、4cr5mosimov1和4crmnsimov冲击韧性随温度的变化曲线图。
根据本发明所设计的化学成分范围，在25kg真空感应炉上冶炼了4炉本发明钢，其具体化学成分如表1所示。
钢材退火后，加工成试样，进行性能测试，并与h13钢进行性能对比，对比结果如下：。
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