本發明專利技術涉及一種具有如下組成的工具鋼、特別是熱作鋼：0.26至0.55重量%的C；<2重量%的Cr；0至10重量%的Mo；0至15重量%的W；其中，W和Mo的含量總和為1.8至15重量%；形成碳化物的元素Ti、Zr、Hf、Nb、Ta，其各自單獨或總和的含量為0至3重量%；0至4重量%的V；0至6重量%的Co；0至1.6重量%的Si；0至2重量%的Mn；0至2.99重量%的Ni；0至1重量%的S；余量的鐵和不可避免的雜質。該熱作鋼相比于已知的工具鋼具有顯著更高的導熱能力。
【技術實現步驟摘要】
調節鋼的導熱能力的方法，工具鋼、特別是熱作鋼，和鋼制口叩本分案申請是基于申請號為200780032677. I的專利技術名稱為“調節鋼的導熱能力的方法，工具鋼、特別是熱作鋼，和鋼制品”的原始中國專利申請的分案申請。本專利技術涉及一種調節鋼的導熱能力的方法，涉及一種工具鋼、特別是熱作鋼以及涉及工具鋼的應用。此外本專利技術還涉及一種鋼制品。熱作鋼是合金化的工具鋼，它們除了鐵之外作為合金元素以不同比例特別含有碳、絡、鶴、娃、鎳、鑰、猛、纟凡和鉆。由熱作鋼能夠制得熱作鋼制品，例如適于特別是在壓鑄中、在輾軋中或在模鍛中 加工材料的工具。這類工具的例子是輾軋模、鍛造工具、壓鑄模、沖壓桿或類似物，它們在高工作溫度下必須具有特別的機械強度性能。熱作鋼的另一應用領域是用于注塑塑料的工具。工具鋼、特別是熱作鋼，和由其制作得的鋼制品的重要功能在于，在用于工業過程中時要保證能足夠地導出先前輸入的或者在過程中本身產生的熱。由熱作鋼制得的熱作工具，除了在較高工作溫度下的高機械穩定之外還必須具有良好的導熱能力以及高耐熱損耗性。熱作鋼的其他重要性能，除了足夠的硬度和強度之外還有在高工作溫度下的高熱硬度以及高耐損耗性。用于制備工具的熱作鋼的高導熱能力對于某些應用而言是具有特別意義的，因為這能帶來顯著的周期時間縮短。由于用于熱成型工件的熱成型裝置的操作成本較為昂貴，所以通過減少周期時間能夠實現成本的顯著節省。熱作鋼的高導熱能力在高壓壓鑄時也是有益的，因為其中所用的鑄模由于強烈提高的熱疲勞強度而具有顯著更長的使用壽命。通常用于制備工具的工具鋼一般具有在室溫下數值為18至24W/mK的導熱能力。通常，現有技術中已知的熱作鋼的導熱能力為約16至37W/mK。由EP0632139A1公開了例如一種熱作鋼，其在不超過約1100°C的溫度下具有相對較高的超過35W/mK的導熱能力。該文獻中公開的熱作鋼除了鐵和不可避免的雜質之外還含有O. 30 至 O. 55 重量 ％ 的 C ；少于O. 90重量％的Si ；不超過I. O重量％的Mn ；2. O 至 4. O 重量 ％ 的 Cr ；3. 5至 7重量 ％的 Mo;O. 3至I. 5重量％的元素釩、鈦和鈮中的一種或多種。傳統的熱作工具鋼一般具有超過2重量％的鉻含量。鉻是一種相對廉價的碳化物形成劑并且還提供熱作鋼以良好的耐氧化性。此外，鉻還形成很細微的二次碳化物，從而使得對于傳統的熱作工具鋼，機械強度對韌性之比非常良好。由德國專利DE1014577B1公開了一種使用硬化性鋼合金的制備熱作工具的方法。該專利特別涉及一種制備操作中硬化的熱作工具的方法，特別是用于熱壓鍛造的印模(Matrize)，其具有高抗裂強度和高斷裂強度以及在靜態壓力負荷和在熱作用下具有高的屈服點。在該文獻中所描述的熱成型鋼還具有的特點是簡單且相當廉價的化學組成(O. 15-0. 30%的C，3. 25-3. 50%的Mo，不含鉻)和易支配性。其中關鍵地探討了制備熱壓模的最佳方法，包括其所屬的灼燒處理(硬化)。并沒有闡述取決于化學組成的特殊性能。CH481222涉及一種具有良好的低溫模Il擠壓性(Kalteinsenkbarkeit)且用于制備工具的鉻-鑰-釩-合金化的熱作鋼，例如壓印沖頭和印模。其給出的啟示是，合金元素的協調——特別是鉻(1.00M 3. 50%的Cr)，鑰(O. 50至2. 00%的Mo)和釩(O. 10至O. 30%的V)—對于所期望的性質有著重要影響，例如低的耐灼燒性(55kp/mm2)、良好的流動性、良好的導熱能力等。日本公開文獻JP4147706致力于通過心軸(Dorn)的尺寸和通過合金的化學組成(O. I 至 O. 4% 的 C，O. 2 至 2. 0% 的 Mn，O 至 O. 95% 的 Cr，O. 5 至 5. 0% 的 Mo，O. 5 至 5. 0% 的 W)而改善心軸的耐損耗性用以制備無縫鋼管。特別的用以提高鋼的導熱能力的措施不是該文獻的主題。·日本公開文獻JP2004183008記載了一種價廉的用以鑄造塑料的工具的鐵素體-珠光體鋼合金(O. 25至O. 45%的C，O. 5至2. 0%的Mn，O至O. 5%的Cr)。其中重要的是可加工性和導熱能力的最佳比。JP2003253383中描述的鋼包括預經硬化的用于塑料注塑的工具鋼，其具有鐵素體-珠光體基本結構(O. I至O. 3%的C，O. 5至2. 0%的Mn，O. 2至2. 5%的Cr，O至O. 15%的Mo，O. OI至O. 25%的V )，其中重要的是突出的可加工性和可焊接性。為了提高工具鋼(其特點是軋壓時具有高表面溫度)中Acl-轉變溫度，以及獲得卓越的可加工性和很小的流變應力，在JP9049067中推薦對化學組成進行特殊化處理(O. 05至 O. 55% 的 C、0. 10 至 2. 50% 的 Μη、0 至 3. 00% 的 Cr、0 至 I. 50% 的 Mo、0 至 O. 50% 的 V)并特別提高硅含量(O. 50至2. 50%的Si)。公開文獻CH165893涉及一種鐵合金，其特別適于熱作的工具(鍛模、印模或類似物)和具有少鉻的(直至不含鉻)以及含鎢-鈷-鎳的(優選含有鑰和釩添加物)化學組成。下降的鉻含量或完全棄用鉻作為合金元素，負責實質上改善性能以及將有益的合金性能相結合。其中發現，鉻含量的很少量下降就已能相比于添加大量的W、Co和Ni而顯著更大地影響所期望的性能(例如很高的熱抗拉斷強度、韌性和對于溫度波動的不敏感性和由此帶來的良好導熱能力)。由歐洲專利EP0787813B1公開了一種具有低Cr和Mn含量且在高溫下具有卓越強度的耐熱的鐵素體鋼。前述公開文獻中公開的專利技術的目的在于，提供一種具有低鉻含量的耐熱的鐵素體鋼，且其在很長時期于高溫下的條件下具有更好的持久強度以及具有更好的韌性、可加工性和可焊接性，即使是對于厚產品。通過描述有關形成碳化物(粗糙化(Vergroberung))、析出和混晶凝固的合金影響，提出了穩定化鐵素體鋼的結構必要性。將Cr含量下降到低于3. 5%的原因是，在高于550°C的溫度下由于Cr-碳化物的粗糙化而使得持久強度的減小受到抑制以及改善韌性、可加工性和導熱能力。但是至少O. 8%的Cr被視作是保持高溫下鋼的氧化韌性和腐蝕韌性的前提。由DE19508947A1公開了一種耐損耗的、耐回火的和耐熱的合金。該合金特別旨在熱固結成型技術和熱成型技術中的熱作工具的用途并且特征在于有著很高的鑰含量(10至35%)和鎢含量(20至50%)。此外，在前述公開文獻中所述的專利技術涉及一種簡單而廉價的制備方法，其中首先由熔體或者以粉末冶金途徑生產得到合金。如此大含量的Mo和W的原因是通過混晶硬化和通過形成碳化物(或金屬間相)而提高耐回火性和耐熱性。另外，鑰提高了導熱能力并減小了合金的熱延展性。最后，在該公開文獻中闡述了該合金適于在其他組成的基體之上生產表面層(激光焊接、電子焊接、等離子輻射焊接、涂覆焊接)。德國專利DE4321433C1涉及一種用于熱作工具的鋼，例如在高達1100°C的溫度下用于材料的固結成型(Urformung)、成型和加工(特別是在壓鑄、輾軋、模鍛過程中或者作為割刀)的那些。特征是，在400至600°C的溫本文檔來自技高網...
【技術保護點】
調節鋼、特別是熱作鋼的導熱能力的方法，其特征在于，以特定的冶金方式產生鋼的內部結構，該結構的碳化物成分具有特定的電子密度和聲子密度和/或該結構的晶體結構具有通過有目的地產生的晶格缺陷而確定的針對聲子流動和電子流動的平均自由程。
【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：I·巴利斯安格萊斯，
申請(專利權)人：羅瓦爾瑪股份公司，
類型：發明
國別省市：
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