专利名称：生产大型模具用钢的方法
由于发动机工业和一般在不断扩大的汽车部门“塑料”技术应用的发展和技术经济挑战的增加的工业的需要，模具制造者和塑料加工者越来越需要使可能获得具有有关厚度的均匀硬度(30-35Hrc)，具有可能扩大到700mm或更大厚度的模具的模具用钢。
汽车产品生产时间总是愈来愈短，这也提出有关控制有效时间变化以及加工性和焊接性的问题。
本发明涉及生产大型模具用钢的方法，它使可能获得解决这些困难的钢。
该方法的特征在于该钢通过在电炉中冶炼具有以下组成(重量％)的混合物、接着在加热的钢包中的二次冶金操作，接着在一个小于1乇，实际上为0.2乇的真空下脱气获得，
优选范围 宽的范围Mn 1.50-2％ 1-3％Si 0.050-0.150％ ≤0.400％P≤0.008％ ≤0.015％Cr 2-2.40％ 1.50-3.5％Mo 0.35-0.50％0.25-1％Nb 0.100-0.150％ 0.100-0.250％Ti或Zr 100-200ppm 100-300ppm和任选的Cu ≤0.100％ ≤0.300％Ni ≤0.200％ ≤0.300％N≤30ppm≤80ppmO≤20ppm≤80ppmCa 5-20ppm≤30ppmB20-30ppm 15-50ppmC0.15-0.20％0.10-0.25％S0.005％≤0.050％Al ≤40ppm≤250ppm余量为Fe和钢生产的特有杂质。
接着可将除气后获得的钢锭在真定下或在渣下通过自耗电极重熔，钢锭用作自耗电极也可将钢锭首先真空重熔，然后进行渣重溶过程。
本发明还涉及模具用钢，它具有下述(重量％)组成
优选范围宽的范围Mn 1.50-2％1-3％Si 0.050-0.150％ ≤0.400％P≤0.008％ ≤0.015％Cr 2-2.40％1.50-3.50％Mo 0.35-0.50％ 0.25-1％Nb 0.100-0.150％ 0.100-0.250％Ti或Zr 100-200ppm 100-300ppm和任选的Cu ≤0.100％ ≤0.300％Ni ≤0.200％ ≤0.300％N≤30ppm ≤80ppmO≤20ppm ≤80ppmCa 5-20ppm ≤30ppmB20-30ppm15-50ppmC0.15-0.20％ 0.10-0.25％S≤0.005％ 0.050％Al ≤40ppm ≤250ppm余量为Fe和钢生产的特有杂质。
在本发明钢中硫化锰以完全球形分布的形式出现，球形的氧化物优先被硫化钙包裹。该钢拥有双重硬化，一次硬化通过奥氏体化期间加入硼的固溶强化和淬火期间的M23型碳硼化物(B.C)6的沉淀硬化。这些很细小的沉淀在强有力的淬火期间生长，硬化奥氏体晶界，由于其面心立方结构参数a≈10.6。这些碳硼化物与两个氏体晶粒之一为定向关系并结合，接着一次硬化的是由于退火期间均匀析出的碳化物、氮化物、细小碳氮化铌为主的二次弥散强化。铌，基本分散体元素，作为本发明钢生产的一部分加入的，它参与控制晶粒尺寸和再结晶现象期间的再加热时间。它提高本发明钢的淬砍性并引起二次硬化。铌的作用与硼的作用相近在本发明钢的制造中和为获得下述机械性能是重要的。
本发明钢具有极好的在加工中的化学球化性并是电腐蚀的。它也适合高质量抛光(粒度＞1200，接着进行8 μ或实际上为3μ的颗粒金刚石抛光)。它可被氮化物硬化，硬度＞60Rc。
通过在400-600℃之间硬化和沉淀处理的产物获得的机械性能如下抗拉强度≥950N/mm2弹性极限2％≥800N/mm2延伸率，厚度方向-10％，最小5％冲击韧性值Ku，厚度方向=10最小焦尔5焦尔。
布氏硬度φ=10mm/3.000kg290-330该钢满足二个重要的模具用性能最大部件抛光性和与其组织均匀性有关的球化性，及关于其杂质性能。
对于所有型材情况，其型材优选进行热加工转变，如锻、轧或模压。
权利要求
1．生产大型模具用钢的方法，其中，该钢通过在电炉中冶炼具有以下组成(重量％)的混合物，接着在加热钢包中进行二次冶金操作，接着在小于1乇，实际上为0.2的真空下脱气获得，Mn 1-3％Si ≤0.400％P ≤0.015％Cr 1.50-3.50％Mo 0.25-1％Nb 0.100-0.250％Ti或Zr 100-300ppm和任选的Cu ≤0.300％Ni ≤0.300％N ≤80ppmO ≤80ppmCa ≤30ppmB 15-50ppmC 0.10-0.25％S ≤0.050％Al ≤250ppm余量为Fe和钢生产的特有杂质。
2．按照权利要求1的方法，其中，将获得的钢锭进行脱气，并在真空下或渣下进行自耗电极重熔，钢锭用作电极。
3．按照权利要求2的方法，其中，将脱气后获得的钢锭在真空下进行第一次自耗电极重熔，并在渣下进行第二次自耗电极重熔。
4．按照上述权利要求之一的方法，其中，成形通过热-机械形变来进行。
5．大型模具用钢，它具有下述组成Mn 1-3％Si ≤0.400％P ≤0.015％Cr 1.50-3.5％Mo 0.25-1％Nb 0.100-0.250％Ti或Zr 100-300ppm任选的Cu ≤0.300％Ni ≤0.300％N ≤80ppmO ≤80ppmCa ≤30ppmB 15-50ppmC 0.10-0.25％S ≤0.050％Al ≤250ppm余量为Fe和钢生产的特有杂质。
6．按照权利要求5的大型模具用钢，它具有下述组成Mn1.50-2％Si0.050-0.150％P ≤0.008％Cr2-2.4％Mo0.35-0.50％Nb0.100-0.150％Ti或Zr100-200ppm和任选的Cu≤0.100％Ni≤0.200％N ≤30ppmO ≤20ppmCa5-20ppmB 20-30ppmC 0.15-0.20％S ≤0.005％Al≤40ppm余量为Fe和钢生产的特有杂质。
全文摘要
本发明涉及生产大型模具用钢的方法。按照本发明,该钢通过在电炉中冶炼具有下面组成(重量%)的混合物,接着在加热钢包中进行二次冶金操作,接着在小于1乇,实际上为0.2乇的真空下脱气获得,Mn1—3%,Si≤0.400%,P≤0.015%,Cr1.50—3.50%,Mo0.25—1%,Nb0.100—0.250%,Ti或Zr100—300ppm,如果需要,Cu≤0.300%,Ni≤0.300%,N≤80ppm,O≤80ppm,Ca≤30ppm,B15—50ppm,C0.10—0.25%,S≤.0.050%,Al≤250ppm。
文档编号C22C38/38GK1215762SQ98103518
公开日1999年5月5日 申请日期1998年6月3日 优先权日1997年6月4日
发明者J·阿里恩, B·雷米 申请人:赛森法国公司