一种预硬型一体化压铸模具专用材料及其制备方法与流程

本发明涉及合金钢制造领域，尤其涉及一种预硬型一体化压铸模具专用材料及其制备方法。

背景技术：

1、一体化压铸技术是将车身较多零部件有效地整合为一个大结构件，其优势在于简化生产流程，节约生产成本和时间，替代传统工艺，使车身减重20％～30％，实现车身轻量化，降低能耗，提高车辆续航里程。同时一体化压铸结构件由于组装密封性强，无间隙，其抗扭刚度和抗击打能力更加优秀。

2、作为汽车结构件制造领域的重大变革技术，一体化压铸技术存在较高的技术壁垒。在工业应用中，大型压铸模面临制造难度大、周期长，模具损耗较大等问题，是实现一体化压铸的关键技术。压铸成型过程中模具受到熔融铝合金的高速冲刷和反复加热冷却，加工环境十分恶劣，因此模具材料需要较高的冲击韧性、抗热疲劳、导热性及良好的耐磨性、耐蚀性、高温力学性能等。

3、压铸模具包括模仁与其他结构件，在模仁上加工出型腔来决定零部件的形状和精度。目前国内一体化压铸生产使用的模仁材料主要是h13和h11等高合金钢，成本过高，每套一体化压铸模具只能支撑5～6万模次的产能，单价接近1500万元。并且一体化压铸模具加工过程从开粗到精加工周期过长，加工成本高，单件模具镶块依尺寸不同热处理需要6～15天，全套模具镶块8～14块，一台大型真空热处理炉(8～10吨)及配套两台回火炉，连续生产也需要45～50天；另外为避免大型模具镶块热处理的变形和开裂风险，热处理需要留足够的机加工余量，导致生产周期变的更长，成本更高。模具在使用过程中受各种应力综合影响，易发生早期开裂失效，高额的经济成本和时间成本对企业来说无疑是一个沉重的负担。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是现有的压铸模具主要是h13和h11等高合金钢，成本过高，加工周期长，生产周期长且容易发生开裂失效。本发明提供了一种预硬型一体化压铸模具专用材料及其制备方法，采用低合金化成分，降低一体化压铸大型模具制造和加工成本，缩短一体化压铸模具的整体生产周期，改善一体化压铸企业高成本负担，促进企业节能降耗。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种预硬型一体化压铸模具专用材料，包括以下合金元素：

3、

4、在本发明的较佳实施方式中，提供了一种预硬型一体化压铸模具专用材料的制备方法，包括以下步骤：

5、将合金按配比进行冶炼，浇铸成电极棒或钢锭；

6、对所述电极棒进行电渣重熔，获得高质量电渣锭，然后退火后等待锻造；

7、对所述钢锭或电渣锭进行加热锻造；

8、锻造后进行两段式等温球化退火；

9、最后进行保温和回火处理，最终得到预硬型一体化压铸模具专用材料。

10、进一步地，将合金按配比进行冶炼，浇铸成电极棒或钢锭，具体包括将合金按配比进行熔炼，然后进行精炼和真空脱气，最后浇铸成电极棒或钢锭，退火后待用。

11、进一步地，退火的温度设置为840～860℃。

12、进一步地，对所述电极棒进行电渣重熔，获得高质量电渣锭，然后退火后待用，具体包括：将所述电极棒作为自耗电极放置于电渣重熔装置中，进行电渣重熔，获得高质量电渣锭，退火后待用。

13、进一步地，重熔速度设置为8-12kg/min；退火温度设置为40～860℃。

14、进一步地，对所述钢锭或电渣锭进行加热锻造，具体包括将所述钢锭或电渣锭置于锻造加热炉中进行温度为1200～1250℃的高温扩散，其中，开锻温度设置为1100～1150℃；终锻温度设置为850～900℃，锻造比≥4，锻后空冷。

15、进一步地，两段式等温球化退火的温度分别设置为860～870℃和730～740℃。

16、进一步地，最后进行保温和回火处理，最终得到预硬型一体化压铸模具专用材料，具体包括：在940～1040℃保温，依模块厚度不同采用水冷或空冷；550～620℃回火两次；硬度控制在38～42hrc，最终得到预硬型一体化压铸模具专用材料sdh68。

17、技术效果

18、本发明的一种预硬型一体化压铸模具专用材料及其制备方法，采用低合金化成分，满足一体化压铸模具使用性能的要求，提高合金钢的强韧性和热稳定性、热导率；大大降低材料成本；通过热处理工艺研究为锻后预硬化处理工艺提供指导，以免去后续热处理，降低加工成本，节省热处理成本，避免模具机加工后发生热处理变形，缩短一体化压铸模具的整体生产周期。

19、以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

技术特征：

1.一种预硬型一体化压铸模具专用材料，其特征在于，包括以下合金元素：

2.如权利要求1所述一种预硬型一体化压铸模具专用材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，将合金按配比进行冶炼，浇铸成电极棒或钢锭，具体包括将合金按配比进行熔炼，然后进行精炼和真空脱气，最后浇注成电极棒或钢锭，退火后待用。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，退火的温度设置为840～860℃。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，对所述电极棒进行电渣重熔，获得高质量电渣锭，然后退火后待用，具体包括：将所述电极棒作为自耗电极放置于电渣重熔装置中，进行电渣重熔，获得高质量电渣锭，退火后待用。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，重熔速度设置为8-12kg/min；退火温度设置为40～860℃。

7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，对所述钢锭或电渣锭进行加热锻造，具体包括将所述钢锭或电渣锭置于锻造加热炉中进行温度为1200～1250℃的高温扩散，其中，开锻温度设置为1100～1150℃；终锻温度设置为850～900℃，锻造比≥4，锻后空冷。

8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，两段式等温球化退火的温度分别设置为860～870℃和730～740℃。

9.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，最后进行保温和回火处理，最终得到预硬型一体化压铸模具专用材料，具体包括：在940～1040℃保温，依模块厚度不同采用水冷或空冷；550～620℃回火两次；硬度控制在38～42hrc，最终得到预硬型一体化压铸模具专用材料sdh68。

技术总结本发明公开了一种预硬型一体化压铸模具专用材料，包括以下合金元素：C 0.23～0.33％；Si 0.35～1.00％；Mn 0.35～1.00％；Cr 2.50～3.50％；Mo 0.30～0.60％；Ni 0～1.0％；V 0.20～0.50％；Nb 0～0.05％；Fe余量。本发明提供的一种预硬型一体化压铸模具专用材料及其制备方法，采用低合金化成分，降低一体化压铸大型模具制造和加工成本，缩短一体化压铸模具的整体生产周期，改善一体化压铸企业高成本负担，促进企业节能降耗。技术研发人员：吴晓春受保护的技术使用者：上海始金新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16