先进制造技术

本发明涉及一种短流程贝氏体热作模具的制备方法，其包括：设计模具钢成分为：C：0.50‑0.60％，Si：0.20‑0.25％，Mn：1.00‑1.50％，W：2.10‑3.00％，Mo：3.50‑5.00％，V：0.50‑1.00％，Co：0.60‑1.10％，P≤0.02％，RE：0.01‑0.10％，[RE]/[S]＞3.0，[RE]×[S]＜0.004％，余量为Fe和不可避免的杂质。通过对模具钢成分设计和调整，锻造和控冷后的贝氏体组织模具钢材料硬度较低，可直接机粗加工，而锻造及机粗加工后经一次回火处理，使模具钢材料贝氏体发生二次强化效应，此时的模具钢兼具优良的硬度、耐磨性和韧性，具有极佳的综合力学性能。利用这一特性，本发明省略了现有技术中机械粗加工之间的退火软化和机械粗加工后的淬火硬化工序，由此缩短热作模具生产周期、降低能耗和生产成本。

显著提升生产效率：短流程制备工艺大幅缩减传统模具钢的热处理周期，降低能源消耗与生产成本，满足快速交付需求。

增强高温服役性能：贝氏体组织赋予模具优异的高温强度和抗热疲劳性，延长压铸/锻造模具在循环热负荷下的使用寿命。

优化加工适应性：均衡的强韧性匹配改善模具机械加工性能，减少精密加工过程中的刀具磨损与变形风险。

绿色制造优势：工艺过程减少淬火变形与废品率，降低后续修模工作量，符合可持续制造理念。

(1)通过本发明设计的模具钢成分，在经过锻造后控冷可得到贝氏体组织，该贝氏体组织的模具钢材料无需经过“锻后退火降低硬度”的处理，直接适于机械粗加工。因此可省略掉在机械粗加工之前的“退火软化”处理。

(2)本发明设计的模具钢成分，具有贝氏体回火二次硬化效应，能够在S4的回火温度下产生强烈的二次强化效应，达到提升材料硬度和耐磨性的作用。也就是说，机械粗加工后的高温淬火硬化热处理的目标可在S4的中低温回火处理过程中一并实现。因此，本发明在机械粗加工后S4的回火处理步骤之前，省略掉专门的“高温淬火硬化热处理”的工序。

(3)、本发明在一次回火后便对模具镶块进行机械精加工处理，以得到尺寸精确的模具镶块，省略第二次回火，将第二次回火热处理与渗氮热处理合并，由此省略一步耗能的热处理工序。