本发明属于模具材料
技术领域：
，具体是一种耐磨汽车冲压件模具及其制备方法。
背景技术：
：模具是工业产品批量生产的基础工艺装备，机械制造工业零件粗加工的70％，精加工的5％都需要模具来完成。塑料模具钢是重要的模具材料，广泛应用于家用电器、电子及通讯设备、塑料制品、汽车摩托车等各类行业。模具钢通常可以分为热作模具钢、冷作模具钢和塑料模具钢三大类产品。热冲压模具钢属于热作模具钢类，主要用于获得超高强度冲压件，是近三十年使用量急剧上升和消耗最大的模具钢之一，它的工况条件复杂。近几年汽车热冲压零件伴随着轻量化要求的日益提高而迅猛增长，从而带动了热冲压模具的快速发展。但是作为热冲压模具制造的最重要原材料，热冲压模具钢却存在市场供应品种较为单一、缺乏专用材料、进口材料占主导地位但价格昂贵、国产热冲压模具材料虽有一定研制但市场化进展缓慢等诸多问题和矛盾。目前市面上销售流通的热冲压钢大多存在合金成份配比不够优化、冶炼不够精细、纯净度偏低、未经过组织细微化处理等因素，使得材料在硬度和耐磨性、高温强度、韧性、抗热疲劳性等方面的性能均存在诸多不足(单就市面上的热冲压模具钢硬度来说，使用硬度基本都在hrc52以下、严重制约模具的耐磨性和寿命)，从而导致热冲压模具的抗高温耐磨性、热裂纹性能、抗塑性变形、抗整体开裂等性能总体不佳，模具最终寿命不长且不太稳定，已越来越不能满足产品批量大、形状结构复杂、表面质量要求高的高性能热冲压模具之要求。以上
背景技术：
内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
背景技术：
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。技术实现要素：本发明针对现有汽车冲压件模具存在的不足，提供一种耐磨汽车冲压件模具及其制备方法。本发明通过对模具的配方进行优化后，再结合火焰喷涂和激光重熔处理，使得模具具有优异的力学性能，还能显著提高模具钢板的抗磨损性、抗疲劳性及高温抗氧化性。为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：一种耐磨汽车冲压件模具，所述冲压件模具的化学成分按重量百分比计为：c：0.35～0.45%；si：0.85～1.20%；mn：0.35～0.55%；mo：0.8～1.2%；v：0.8～1.5%；zr：0.12～0.25%；w：0.05-0.15%；er：0.15～0.25%；la：0.05～0.15%；余量fe。本发明还提供所述耐磨汽车冲压件模具的制备方法，包括如下步骤：（1）按照上述比例称取c、si、mn、mo、vo、fe原料，放入电弧炉内熔炼，精炼后再真空条件下浇注钢锭，钢锭冷却后以820-850℃进行退火去应力处理，制得电极坯；（2）将电极坯置于电渣重熔在惰性气体保护下置于电渣重熔炉中进行电渣重熔处理得电渣锭；再将电渣锭820-850℃进行退火处理；（3）将电渣锭放入高频感应熔炼炉中，加热至1250-1350℃，保温5-8h后冷却至1100-1200℃后进行多向锻造加工，锻制成模块，之后将锻件以820-850℃进行完全退火处理；（4）对锻件加热至材料的固溶温度1150-1250℃，保温200-300分钟；之后将锻件缓冷至约850-870℃进行球化退火处理；（5）将zr、w、er、la加入球磨机球磨，得复合粉末；然后采用火焰喷涂在锻件表面喷涂复合粉末，喷涂完成后再通过激光重熔处理，即加工得汽车冲压件模具。优选的，所述球磨处理是在球料比为5:1，转速为150-300r/min下球磨30-60min。优选的，所述激光重熔是在激光功率为400～600w，扫描速度v为100-200mm/min，光斑直径d为1.5～3mm，保护气流l为10～20l/min下激光重熔。优选的，所述火焰喷涂是在压力为0.6-0.8mpa、距离为30-50mm、氧气压力为1.25-1.35mpa、喷枪移动速度为20-30mm/s进行。优选的，所述锻件进行火焰喷涂之前先用用砂纸打磨至光滑，用丙酮进行超声清洗。与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：1、本发明通过在汽车冲压件模具中加入zr、w、er、la等元素，且经过调整各化学原料的配比，由于各组分的协调作用，制得的模具具有高强度、高热导率、耐冲击、热稳定性好、耐磨损性能好、抗冷热疲劳性能等性能。2、本发明冲压件模具的制备方法还经过本发明模具钢板的加工方法还经过火焰喷涂和激光重熔处理，在模具钢板表面喷涂zr、w、er、la，显著钢板的抗冷热疲劳性、耐磨损性和热稳定性，市场前景广阔。具体实施方式下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。实施例1一种耐磨汽车冲压件模具，所述冲压件模具的化学成分按重量百分比计为：c：0.42%；si：1.08%；mn：0.46%；mo：0.9%；v：1.35%；zr：0.24%；w：0.12%；er：0.24%；la：0.12%；余量fe。所述耐磨汽车冲压件模具的制备方法，包括如下步骤：（1）按照上述比例称取c、si、mn、mo、v、mo、fe原料，放入电弧炉内熔炼，精炼后再真空条件下浇注钢锭，钢锭冷却后以820℃进行退火去应力处理，制得电极坯；（2）将电极坯置于电渣重熔在惰性气体保护下置于电渣重熔炉中进行电渣重熔处理得电渣锭；再将电渣锭820℃进行退火处理；（3）将电渣锭放入高频感应熔炼炉中，加热至1300℃，保温7h后冷却至1150℃后进行多向锻造加工，锻制成模块，之后将锻件以820℃进行完全退火处理；（4）对锻件加热至材料的固溶温度1200℃，保温250分钟；之后将锻件缓冷至约850℃进行球化退火处理；（5）将zr、w、er、la加入球磨机在球料比为5:1，转速为300r/min下球磨40min，得复合粉末；然后采用火焰喷涂在锻件表面喷涂复合粉末，喷涂完成后再通过激光重熔处理，即加工得汽车冲压件模具。所述激光重熔是在激光功率为500w，扫描速度v为150mm/min，光斑直径d为2.5mm，保护气流l为15l/min下激光重熔。所述火焰喷涂是在压力为0.7mpa、距离为40mm、氧气压力为1.25mpa、喷枪移动速度为25mm/s进行。实施例2一种耐磨汽车冲压件模具，所述冲压件模具的化学成分按重量百分比计为：c：0.40%；si：1.05%；mn：0.55%；mo：1.15%；v：1.25%；zr：0.15%；w：0.10%；er：0.18%；la：0.10%；余量fe。所述耐磨汽车冲压件模具的制备方法，包括如下步骤：（1）按照上述比例称取c、si、mn、mo、v、mo、fe原料，放入电弧炉内熔炼，精炼后再真空条件下浇注钢锭，钢锭冷却后以850℃进行退火去应力处理，制得电极坯；（2）将电极坯置于电渣重熔在惰性气体保护下置于电渣重熔炉中进行电渣重熔处理得电渣锭；再将电渣锭850℃进行退火处理；（3）将电渣锭放入高频感应熔炼炉中，加热至1350℃，保温6h后冷却至1100℃后进行多向锻造加工，锻制成模块，之后将锻件以850℃进行完全退火处理；（4）对锻件加热至材料的固溶温度1250℃，保温200分钟；之后将锻件缓冷至约850℃进行球化退火处理；（5）将zr、w、er、la加入球磨机在球料比为5:1，转速为300r/min下球磨30min，得复合粉末；然后采用火焰喷涂在锻件表面喷涂复合粉末，喷涂完成后再通过激光重熔处理，即加工得汽车冲压件模具。所述激光重熔是在激光功率为600w，扫描速度v为200mm/min，光斑直径d为1.5mm，保护气流l为20l/min下激光重熔。所述火焰喷涂是在压力为0.8mpa、距离为30mm、氧气压力为1.35mpa、喷枪移动速度为30mm/s进行。实施例3一种耐磨汽车冲压件模具，所述冲压件模具的化学成分按重量百分比计为：c：0.35%；si：0.98%；mn：0.45%；mo：1.05%；v：1.45%；zr：0.25%；w：0.15%；er：0.20%；la：0.08%；余量fe。所述耐磨汽车冲压件模具的制备方法，包括如下步骤：（1）按照上述比例称取c、si、mn、mo、v、mo、fe原料，放入电弧炉内熔炼，精炼后再真空条件下浇注钢锭，钢锭冷却后以850℃进行退火去应力处理，制得电极坯；（2）将电极坯置于电渣重熔在惰性气体保护下置于电渣重熔炉中进行电渣重熔处理得电渣锭；再将电渣锭850℃进行退火处理；（3）将电渣锭放入高频感应熔炼炉中，加热至1250℃，保温8h后冷却至1150℃后进行多向锻造加工，锻制成模块，之后将锻件以850℃进行完全退火处理；（4）对锻件加热至材料的固溶温度1200℃，保温250分钟；之后将锻件缓冷至约850℃进行球化退火处理；（5）将zr、w、er、la加入球磨机在球料比为5:1，转速为150r/min下球磨60min，得复合粉末；然后采用火焰喷涂在锻件表面喷涂复合粉末，喷涂完成后再通过激光重熔处理，即加工得汽车冲压件模具。所述激光重熔是在激光功率为500w，扫描速度v为150mm/min，光斑直径d为3.0mm，保护气流l为15l/min下激光重熔。所述火焰喷涂是在压力为0.7mpa、距离为45mm、氧气压力为1.25mpa、喷枪移动速度为20mm/s进行。实施例4一种耐磨汽车冲压件模具，所述冲压件模具的化学成分按重量百分比计为：c：0.40%；si：0.90%；mn：0.50%；mo：1.20%；v：1.25%；zr：0.20%；w：0.10%；er：0.25%；la：0.12%；余量fe。所述耐磨汽车冲压件模具的制备方法，包括如下步骤：（1）按照上述比例称取c、si、mn、mo、v、mo、fe原料，放入电弧炉内熔炼，精炼后再真空条件下浇注钢锭，钢锭冷却后以830℃进行退火去应力处理，制得电极坯；（2）将电极坯置于电渣重熔在惰性气体保护下置于电渣重熔炉中进行电渣重熔处理得电渣锭；再将电渣锭830℃进行退火处理；（3）将电渣锭放入高频感应熔炼炉中，加热至1350℃，保温5h后冷却至1150℃后进行多向锻造加工，锻制成模块，之后将锻件以850℃进行完全退火处理；（4）对锻件加热至材料的固溶温度1250℃，保温300分钟；之后将锻件缓冷至约850℃进行球化退火处理；（5）将zr、w、er、la加入球磨机在球料比为5:1，转速为300r/min下球磨30min，得复合粉末；然后采用火焰喷涂在锻件表面喷涂复合粉末，喷涂完成后再通过激光重熔处理，即加工得汽车冲压件模具。所述激光重熔是在激光功率为400w，扫描速度v为100mm/min，光斑直径d为2.5mm，保护气流l为20l/min下激光重熔。所述火焰喷涂是在压力为0.6mpa、距离为30mm、氧气压力为1.35mpa、喷枪移动速度为30mm/s进行。实施例5一种耐磨汽车冲压件模具，所述冲压件模具的化学成分按重量百分比计为：c：0.43%；si：1.00%；mn：0.38%；mo：0.95%；v：1.38%；zr：0.18%；w：0.12%；er：0.23%；la：0.15%；余量fe。所述耐磨汽车冲压件模具的制备方法，包括如下步骤：（1）按照上述比例称取c、si、mn、mo、v、mo、fe原料，放入电弧炉内熔炼，精炼后再真空条件下浇注钢锭，钢锭冷却后以850℃进行退火去应力处理，制得电极坯；（2）将电极坯置于电渣重熔在惰性气体保护下置于电渣重熔炉中进行电渣重熔处理得电渣锭；再将电渣锭850℃进行退火处理；（3）将电渣锭放入高频感应熔炼炉中，加热至1250℃，保温8h后冷却至1100℃后进行多向锻造加工，锻制成模块，之后将锻件以850℃进行完全退火处理；（4）对锻件加热至材料的固溶温度1200℃，保温250分钟；之后将锻件缓冷至约850℃进行球化退火处理；（5）将zr、w、er、la加入球磨机在球料比为5:1，转速为300r/min下球磨40min，得复合粉末；然后采用火焰喷涂在锻件表面喷涂复合粉末，喷涂完成后再通过激光重熔处理，即加工得汽车冲压件模具。所述激光重熔是在激光功率为600w，扫描速度v为150mm/min，光斑直径d为1.8mm，保护气流l为15l/min下激光重熔。所述火焰喷涂是在压力为0.7mpa、距离为50mm、氧气压力为1.30mpa、喷枪移动速度为25mm/s进行。将上述实施例制得的汽车冲压件模具按照行业标准检测其性能，对比例为实施例1制备的锻件不经过步骤（5）处理，直接在步骤（1）加入所有元素经过步骤（1）-步骤（4）制成模具。测试结果如表1所示。表1：本发明汽车冲压件模具的性能测试结果产品硬度（hrc)500℃抗压强度(mpa)冲击韧性（j/cm2）500℃×72h高温氧化后的质量增重（g/mm2）1000次500℃~20℃循环后的热疲劳级别400℃热传导率（w/m.k）实施例162.9139418816.4231.9实施例267.8146721413.9229.7实施例364.1132919212.5232.3实施例465.7141920914.6228.7实施例563.5129719613.9230.6对比例59.41238167164728.4从上述测试结果得知，本发明制得的塑料模具钢板具有高强度、高热导率、耐冲击、热稳定性好、耐磨损性能好、抗冷热疲劳性能等性能，与未经火焰喷涂和激光重熔处理制得的模具各项性能显著提高。以上内容是结合具体的/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施例做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应视为属于本发明的保护范围。当前第1页12