一种衬板锻造模具用钢、衬板锻造模具及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及衬板模具技术领域，尤其是涉及一种衬板锻造模具用钢、衬板锻造模 具及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 在冶金、矿山、电力、建材等工业行业中，物料的破碎、研磨、输送等，都要使用大量 的衬板，衬板承受着不同程度的磨损和冲击，导致衬板的使用寿命较短，更换频繁，耗费量 极大，是主要的易损件。
[0003]目如各彳丁业所用的衬板材质主要有尚猛钢、多兀低合金钢、络系白口铸铁等等。上 述衬板材质中的多数种类硬度偏高而韧性很低，使得目前的衬板制备方法通常是铸造成型 方法。因此，目前的衬板制备方法具有铸造成型方法的几乎全部的缺点：污染环境、职工劳 动强度大、能耗较高、容易产生铸造缺陷(偏析、疏松以及疏孔）、产出的衬板组织疏松、晶粒 粗大、各部位的性能不高且不均匀，如此，严重影响了所制得的衬板的耐磨性和抗冲击性， 降低了衬板的使用寿命。由于上述衬板材质中的多数种类硬度偏高而韧性很低，如果采用 锻造或冲压的成型方法将钢板加工成型为具有目标衬板形状的衬板半成品，在加工成型过 程中，受加工件容易发生成型缺陷，包括开裂等等，导致成型失败，因此，目前的衬板材质无 法允许采用锻造或冲压的成型方法加工成具有目标衬板形状的衬板成品。为此，个别专利 前沿技术提供了一种新型衬板用钢，该衬板用钢在具有一定的硬度的前提下还具有较高的 韧性，基本上实现了在衬板用材质中硬度和韧性的平衡兼顾。然后在此基础上，还提供了一 种新型的衬板的制备方法，由于该制备方法使用上述的衬板用钢作为原材料来制作衬板， 由于该衬板用钢原材料具有平衡兼顾的硬度和韧性，尤其是具有较高的韧性，使得能够采 用热态锻造成型方法制备衬板，使得制备衬板无需再采用传统的铸造成型方法，克服了原 有衬板材质硬度和韧性不平衡兼顾造成的不能采用锻造成型方法的问题，克服了原有铸造 方法所具有的一系列消极影响，降低了生产成本，减少了资源和能源消耗，减少了环境污 染，且采用热态锻造成型方法或冷态冲压成型方法得到的衬板，相较于铸造成型方法，其组 织更加致密，晶粒更加细小，各部位的性能更加均匀，工艺更加简化。
[0004]众所周知，锻造成型方法需要锻造模具。目前常用的锻造模具用钢有W18Cr4V; W6M〇5Cr4V2等等，但是现有的锻造模具用钢在整体常温性能和高温性能方面无法满足锻造 生产衬板的要求。
[0005]因此，如何提供一种满足锻造模具常温性能以及高温性能的要求，在常温状态和 高温状态下均具有较高的强度、硬度、韧性以及耐磨性，且满足使用技术要求和成本要求的 锻造模具用材料是目前本领域亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种衬板锻造模具用钢，该衬板锻造模具用钢能够满足锻造 模具常温性能以及高温性能的要求，在常温状态和高温状态下均具有较高的强度、硬度、韧 性以及耐磨性，且满足使用技术要求和成本要求。本发明另一目的是提供一种材质为上述 衬板锻造模具用钢的衬板锻造模具。本发明的另一个目的是提供一种上述衬板锻造模具的 制备方法。
[0007]为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
[0008] -种衬板锻造模具用钢，包括以下重量百分比的组分:0.5%~0.6%的C;0.2%~ 0 · 6 %的Si ; 0 · 4% ~0 · 8%的Μη; 2% ~5 %的W; 3 % ~5 %的Cr; 1 %~3%的Mo ; 1 % ~5 %的 Co;0.001%~0.005%的Nb;2%~4%的V;0.02%~0.1%的1^，其余为？6以及不可避免的 杂质。
[0009] 优选的，所述Μη的重量百分比为0.45%~0.75%。
[0010] 优选的，所述W的重量百分比为2.5%~4.5%。
[0011] 优选的，所述Cr的重量百分比为3.5 %~5 %。
[0012] 优选的，所述Mo的重量百分比为1.3%~2.7%。
[0013] 优选的，所述Co的重量百分比为1.5%~4.5%。
[0014] 优选的，所述Nb的重量百分比为0.0015 %~0.0045 %。
[0015] 优选的，所述V的重量百分比为2.3%~3.7%。
[0016]与现有技术相比，本发明提供了一种衬板锻造模具用钢，本发明通过对锻造制备 衬板所需的衬板锻造模具用钢中元素种类和含量的控制和优化，使得本发明提供的衬板锻 造模具用钢具有较好的常温性能以及高温性能，常温下其内部组织为一次及二次碳化物细 马氏体以及少量的残余奥氏体，Acl线为800°C~850°C，Ac3线为880°C~900°C，由该衬板锻 造模具用钢制备的衬板锻造模具的寿命可以达到锻造衬板13000~15000次，比用其他模具 材料5Cr4Mo3W2V提高了一倍到两倍，比用其他模具材料65Cr4W3Mo2VNb提高了 一倍，且该衬 板锻造模具用钢还具有较高的焊接性，可以堆焊修补，因此，该衬板锻造模具用钢满足了锻 造模具常温性能以及高温性能的要求，在常温状态和高温状态下均具有较高的强度、硬度、 韧性以及耐磨性，且满足使用技术要求和成本要求的锻造模具用材料。
[0017]本发明还提供一种衬板锻造模具，所述衬板锻造模具为上述任意一项所述衬板锻 造模具用钢。
[0018]本发明还提供一种上述衬板锻造模具的制备方法，包括以下步骤：
[0019] 1)炼钢：经炼钢得到钢水，所述钢水的终点成分包括以下重量百分比的组分： 0.5% ~0.6% 的C; 0.2% ~0.6% 的Si;0· 4% ~0.8% 的Μη; 2% ~5% 的W; 3% ~5% 的Cr; 1%~3%的Mo;l%~5%的Co;0.001%~0.005%的Nb;2%~4%的V;0.02%~0.1%的Ti， 其余为Fe以及不可避免的杂质；
[0020] 2)铸造:将步骤1)得到的钢水进行铸造，得到供锻造用的钢锭或钢坯；
[0021] 3)锻造：将步骤2)铸造后得到的钢锭或钢坯锻造成接近衬板锻造模具形状的锻 件；
[0022] 4)精加工:将步骤3)锻造后得到的锻件经机床加工成锻造衬板模具的设计尺寸；
[0023] 5)淬火:将步骤4)精加工后的锻件在真空炉内加热至1150°C~1200°C，进行油淬 处理，油淬时间为3min~4min;
[0024] 6)回火:将步骤5)油淬后得到的锻件进行回火处理，回火温度为550°C~600°C，保 温时间为2h~3h，最终得到衬板锻造模具成品。
[0025] 与现有技术相比，本发明提供了一种衬板锻造模具的制备方法，由于该制备方法 使用上述的衬板锻造模具用钢作为原材料来制作衬板锻造模具，由于该衬板锻造模具用钢 原材料满足了锻造模具常温性能以及高温性能的要求，在常温状态和高温状态下均具有较 高的强度、硬度、韧性以及耐磨性，且满足了使用技术要求和成本要求，使得制备产出的衬 板锻造模具在常温状态和高温状态下均具有较高的强度、硬度、韧性以及耐磨性，且具有较 高的使用寿命。本发明在优化制备衬板锻造模具所用的衬板锻造模具用钢中元素的种类和 含量的基础上，进一步地对制备衬板锻造模具的工艺步骤及工艺参数进行了优化，采用与 衬板锻造模具用钢中的元素种类和含量相适应的工艺步骤和工艺参数，元素强化和工艺强 化相配合，进一步提高了所制得的衬板锻造模具的常温性能以及高温性能，使得制备产出 的衬板锻造模具在常温状态和高温状态下均具有较高的强度、硬度、韧性以及耐磨性，且具 有较高的使用寿命。
【具体实施方式】
[0026] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限