一種耐高溫模具鋼及其制造方法與流程(最多可配20激光器)
admin很多人不知道一種耐高溫模具鋼及其制造方法與流程的知識，小編對最多可配20激光器進行分享，希望能對你有所幫助！
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一種耐高溫模具鋼及其制造方法與流程
5、鉬：鉬也是碳化物形成元素，和鉻一樣，可提高鋼的高溫硬度和淬透性。
此外，鉬還可細化晶粒，減少回火脆性，增加回火穩定性。
鉬的固溶溫度不高，低溫淬火時便可大量固溶，并在回火的過程中以m2c的形式在馬氏體板條內的亞晶界上以平行的細針狀(二維為層片狀)析出，與基體保持共格，提高鋼的高溫硬度。
因此，通過提高鋼中mo含量，在提高回火馬氏體的回復、再結晶溫度的同時，mo在鋼中能形成較為細小的碳化物，從而進一步提高材料的熱強性及熱穩定性。
鉬元素的加入提高了鋼奧氏體的穩定性以及鋼的淬透性，并且在鋼的回火過程中和碳元素結合形成數量較多的較穩定的m2c合金碳化物的析出，這種析出過程是一種彌散的質點強化相析出，較為均勻的分布在鋼的基體中，具有較好的二次硬化效果。
鉬的加入量控制在此范圍使得鋼在回火的過程中獲得更多的m2c合金碳化物，并產生較大的二次強化作用，這對鋼的硬度和沖擊韌性的提高起著重要的作用。
6、釩：v是置換固溶強化鐵素體和形成奧氏體的元素。
它和c、n的親和力強，形成間隙相化合物，具有fcc點陣結構，但在點陣的正八面體間隙并不都有碳原子，即存在碳原子缺位，這樣，碳化釩并不嚴格按化學式，一般表示為v4c3(vc0.98～0.75)，所以其點陣常數和硬度在一定范圍內變化。
vc的熔點為2830℃，硬度為2400hv，其殘留在鋼內將有利于耐磨性提高，其全部溶于奧氏體的溫度為1413℃。
一般認為，v加入0.05％可細化晶粒，隨加入量增加，細化效果加強。
因為既使溫度趨近700℃，v的碳化物穩定性仍高，仍能保持細小，所以v是有效阻止奧氏體晶粒粗化的元素，也是在高溫下服役的鋼的重要合金化元素。
7、鈷：co可以最顯著提高鋼的耐熱性和二次硬度。
在軟化不穩定區和軟化穩定區，鈷鋼都可以獲得很高的穩定性。
8、鎢：w屬于鐵素體形成元素，強碳化物形成元素，能有效地提高耐熱鋼的高溫強度和蠕變性能。
w超過一定量時會導致高溫鐵素體的生成，w含量會直接影響鋼中laves相(fe2(w，mo))的析出。
w在耐熱鋼中主要起固溶強化作用，或者生成復雜的碳化物和金屬間化合物，如fe2w相。
w和mo能夠在鋼中形成w-mo復合強化，一般情況下，對提高鋼的蠕變斷裂強度，mo在550℃左右時效果較好，在650℃-700℃時，w比mo更有效。
9、稀土元素：稀土元素的主要作用是純化、強韌化晶界，從而提高高溫強度、高溫塑性及抗氧化性能。
稀土元素氧化物對基體組織具有釘扎作用，增加基體和氧化膜之間的浮著力；稀土元素也是鋼中很好的脫硫劑，可以清除其他有害雜質(砷、銻、銥等)，改善鋼中夾雜物的形態，從而提高鋼的冶煉質量和耐熱性能；稀土元素對鋼晶粒度細化有一定的作用，并且能提高耐熱鋼的抗蠕變性能。
本發明設計相對較低的c含量(0.2-0.3％)較高的w含量(9-10％)，這樣才可能形成m6c碳化物。
如果w含量較低(例如僅7-8％，同時又不含mo)，則可能產生m23c6碳化物，這種碳化物在600℃以后極易聚集長大從而使鋼的熱穩定性降低。
而m6c碳化物的溶解溫度較高，一方面，在高溫下部分發生溶解，使較多的合金元素溶入基體造成固溶強化；另一方面，剩余部分m6c碳化物在高溫加熱條件下可限制晶粒長大，因此提高了鋼的高溫性能。
提高w含量不可避免地會降低鋼的塑性和韌性。
因此，通常要添加一定量的mo代替一部分w，因為mo有助于形成較小尺寸的碳化物。
為了在高溫下獲得高的抗氧化性，要求cr含量為7-8％。
但在使用中性潤滑油的情況下可減少cr含量至5-6％，因為cr會使m6c碳化物更容易聚集。
添加co可以擴大奧氏體相區和防止產生殘余鐵素體，可以消除w(mo)和cr的上述不利影響，同時co有助于形成強化相co7w6，但不宜超過15％，因為金屬間化合物co7w6的數量增多，因而韌性降低，所以本發明中co含量控制在5.0-10％。
添加0-0.5％的nb還可以形成nbc，此類碳化物細小且分散，阻止了晶粒的長大，從而增加鋼的耐磨性，改善鋼的沖擊韌性。
但含量過高時，則顯示了對初生晶粒的粗化，碳化物顆粒較粗大。
少量稀土元素re、zr的加入可以減輕合金元素偏析并減小碳化物尺寸；形成的稀土氧化物可作為奧氏體形核核心，使殘余液相相互隔離，鋼中共晶碳化物斷網；re富集在碳化物周圍阻止碳化物長大，最終使碳化物尺寸下降，分布更加均勻，提高沖擊韌性；作為表面活性元素改變凝固過程中共晶組織的結晶方式，使碳化物形貌變化，并有利于碳化物加熱時的球化。
本發明re和zr含量分別控制在0-0.05％和0-0.5％。
ti作為強碳化物形成元素，與nb的作用相似，利用ti、nb、v復合增強鋼的耐磨性，細化晶粒尺寸，改善沖擊韌性。
本發明的耐高溫模具鋼制備的工藝步驟及控制的技術參數如下；。
1)將上述質量百分比的原料采用轉爐、電爐、感應爐、爐外精煉或電渣重熔等方式進行冶煉和鑄造，得到鋼錠；。
3)退火，將鍛造后的坯料分別加熱到840℃和760℃，每次保溫4-6小時，然后緩慢隨爐冷卻。
4)在步驟3)后進行去除應力處理，將鋼加熱到650℃，保溫1-2小時，之后緩慢冷卻。
5)將上述胚料進行淬火處理，將胚料加熱到1100-1150℃，保溫30分鐘，采用油作為冷卻介質。
6)回火，將上一步獲得的胚料分別加熱到600℃-700℃，回火2-3次，每次2h，空冷。
該方法中淬火、回火工藝及參數的選取結合原料配方的選取，提高了熱穩定性能。
本發明的優點在于：該種模具鋼的成分配比科學合理，抗高溫能力強，性能穩定，大大延長了模具的使用壽命，使用過程中不易變形，抗拉強度高，制模精度高。
圖1為cr2w8v、4cr5mosimov1和4crmnsimov拉伸強度隨溫度的變化曲線圖。
圖2為3cr2w8v、4cr5mosimov1和4crmnsimov沖擊韌性隨溫度的變化曲線圖。
根據本發明所設計的化學成分范圍，在25kg真空感應爐上冶煉了4爐本發明鋼，其具體化學成分如表1所示。
鋼材退火后，加工成試樣，進行性能測試，并與h13鋼進行性能對比，對比結果如下：。
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