本发明涉及金属材料，具体为一种热锻模具钢ydhm3的制备方法。
背景技术：
1、热作模具在工作时承受着很大的冲击力，模腔和高温金属接触，反复地加热和冷却，其使用条件极其恶劣。为了满足热作模具的使用要求，其热作模具钢应具备下列基本特性：具有较高的高温强度和良好的韧性，良好的耐磨性能，高的热稳定性，优良的耐热疲劳性和良好的导热性。
2、热锻模具钢用于再结晶温度以上的固态金属成型，在热作模具钢中占有相当大的比例。目前，几乎所有重大受力构件都是通过热锻成型来进行生产的，尤其是在各种紧固件、标准件、汽车发动机、飞机等制造业中，对热锻成型工艺具有很大的依赖性。
3、由于热锻模具钢的服役温度达到700℃～1100℃甚至更高，再加上模具体积庞大、结构复杂，型腔内尺寸差异大，材料变形不均匀，受力复杂，导致此类模具的可靠性和寿命极低。模具材料的稳定性是影响模锻件品质、批次稳定性、生产效率和成本的核心关键因素。
4、专利申请号为：201510776761.0的专利公开了一种提高4cr5mos iv1热作模具钢性能的制备方法，其在控氧条件下添加纯稀土la和ce，经扩散均匀化退火，三维方向的三次镦粗、拔长锻造，锻后水、空气双介质交替快速冷却，其得到的4cr5mos iv1热作模具钢具有稳定的回火组织，其硬度达到45±1hrc，但是该硬度指标仍然较低，而且其难以保证热稳定性。所以需要开发出硬度更高、机械性能更好、高耐磨性、高耐热性及低粘模力的热作模具钢材。
5、因此，本领域技术人员提供了一种热锻模具钢ydhm3的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种热锻模具钢ydhm3的制备方法，解决了现有的热锻模具钢硬度指标仍然较低，并且其难以保证热稳定性，因此需要开发出硬度更高、机械性能更好、高耐磨性、高耐热性及低粘模力的热作模具钢材问题。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
5、一种热锻模具钢ydhm3，按重量百分比计，包括以下化学成分：c为0.20％～0.30％，si≤0.60％，mn≤0.35％，p≤0.030％，s≤0.030％，cr为2.60％～3.20％，mo为2.70％～3.20％，v为0.60％～1.20％，nb为0.08％～0.12％，b为0.0001％～0.0003％，其余为fe及其他不可避免的杂质。
6、进一步地，一种热锻模具钢ydhm3的制备方法，包括以下步骤：
7、步骤一.将原料采用中频电炉、中频电炉和电渣重熔或真空感应炉冶炼方式冶炼，并依次进行熔炼、精炼，直至将原料冶炼成钢锭；
8、步骤二.对步骤一中获得的钢锭进行预变形处理和三段式的高温均匀加热处理，得到预锻件；
9、步骤三.对步骤二中获得的预锻件进行加热，加热到一定的温度时进行冷却，在冷却过程中，预锻件在200℃以上温度区间控制冷速，当预锻件温度低于200℃时出炉空冷至室温，得到粗锻件；
10、步骤四.对步骤三中获得的粗锻件进行加热升温，当温度升高到790℃～810℃时保温2h～3.5h，然后在1170℃～1190℃时开锻，采用多向锻造加工，总锻造比为6～8，终锻温度在950℃～960℃，锻造结束后缓慢冷却至室温，得到锻坯；
11、步骤五.将步骤四中获得的锻坯在预热炉内升温至950～980℃，进行锻后组织的均匀化，保温8h后，立即入池水冷15min～20min，吊出后放置空气中冷却，待锻坯表面返温至650℃时，进行第二次入池水冷，水冷时间15min～20min，待锻坯表面返温至500℃时，进行第三次入池水冷，入池水冷时间10min～15min；
12、步骤六.水冷结束后，吊出锻坯钢表面温度应低于300℃，然后风冷至室温，检查锻坯表面干燥无水汽后，立即投入退火热处理炉进行球化退火处理；
13、步骤七.对球化退火处理后的锻坯进行调质处理，包括淬火处理和两次回火处理，得到该热锻模具钢ydhm3。
14、进一步地，所述步骤一中，精炼包括在脱氧、脱硫处理后进行稀土处理，经稀土处理后的原料中氧含量小于12ppm，球类夹杂物数量占夹杂物总量的比例≥85％。
15、进一步地，所述步骤二中，三段式高温均匀加热处理过程为：首先以≤80℃/h的加热速度升温至1200℃～1220℃保温1h，再以≤80℃/h的加热速度升温至1230℃～1250℃保温1h，最后以≤80℃/h的加热速度升温至1260℃～1300℃高温扩散4～6h，出炉压钳把后单向拔长，压下量≤8％。
16、进一步地，所述三段式高温均匀加热处理的升温速度优选为50℃/h～80℃/h，压下量优选为5％～8％。
17、进一步地，所述步骤三中，预锻件加热到1000℃～1260℃时进行快速冷却，在快速冷缺过程中，预锻件在200℃以上的温度区间内冷速≥0.7℃/s。
18、进一步地，所述步骤七中，所述淬火处理为油淬，所述淬火处理的温度为ac3+205℃～255℃，所述淬火处理的保温时间按照1h/25mm厚度计算。
19、进一步地，所述步骤七中，所述两次回火处理的温度范围为540℃～610℃，所述两次回火处理的保温时间按照1h/25mm厚度计算，且两次回火处理中每次回火后均空冷至室温。
20、(三)有益效果
21、本发明提供了一种热锻模具钢ydhm3的制备方法。具备以下有益效果：
22、1、本发明提供了一种热锻模具钢ydhm3的制备方法，该热锻模具钢ydhm3在传统热锻模h11牌号基础上，通过优化成分配比，提高材料品质，满足热锻模具的使用需求，有效地提高了锻模的性能。
23、2、本发明提供了一种热锻模具钢ydhm3的制备方法，该热锻模具钢ydhm3通过c、si、mn、cr、mo、v、n i、b等元素含量进行调配，建立元素含量与材料淬透性、强度之间的关系，通过c、cr、mo等元素含量调配，建立元素与材料韧性之间的关系，通过适量元素v的调配达到细化晶粒的作用，能够满足热锻模具、压铸模具、挤压模具的使用要求，相比现有热锻模具钢的机械性能，冲击力，耐磨性，耐热性及抗粘模力性能都有较大提高。
24、3、本发明提供了一种热锻模具钢ydhm3的制备方法，该热锻模具钢ydhm3的抗冲蚀性能强，在使用过程中，多次浇铸后，也能保证模具工作表面光滑，避免磨损，进而延长模具的使用寿命。
1.一种热锻模具钢ydhm3，其特征在于，按重量百分比计，包括以下化学成分：c为0.20％～0.30％，si≤0.60％，mn≤0.35％，p≤0.030％，s≤0.030％，cr为2.60％～3.20％，mo为2.70％～3.20％，v为0.60％～1.20％，nb为0.08％～0.12％，b为0.0001％～0.0003％，其余为fe及其他不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种热锻模具钢ydhm3的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的热锻模具钢ydhm3的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，精炼包括在脱氧、脱硫处理后进行稀土处理，经稀土处理后的原料中氧含量小于12ppm，球类夹杂物数量占夹杂物总量的比例≥85％。
4.根据权利要求2所述的热锻模具钢ydhm3的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，三段式高温均匀加热处理过程为：首先以≤80℃/h的加热速度升温至1200℃～1220℃保温1h，再以≤80℃/h的加热速度升温至1230℃～1250℃保温1h，最后以≤80℃/h的加热速度升温至1260℃～1300℃高温扩散4～6h，出炉压钳把后单向拔长，压下量≤8％。
5.根据权利要求4所述的热锻模具钢ydhm3的制备方法，其特征在于，所述三段式高温均匀加热处理的升温速度优选为50℃/h～80℃/h，压下量优选为5％～8％。
6.根据权利要求2所述的热锻模具钢ydhm3的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，预锻件加热到1000℃～1260℃时进行快速冷却，在快速冷缺过程中，预锻件在200℃以上的温度区间内冷速≥0.7℃/s。
7.根据权利要求2所述的热锻模具钢ydhm3的制备方法，其特征在于，所述步骤七中，所述淬火处理为油淬，所述淬火处理的温度为ac3+205～255℃，所述淬火处理的保温时间按照1h/25mm厚度计算。
8.根据权利要求2所述的热锻模具钢ydhm3的制备方法，其特征在于，所述步骤七中，所述两次回火处理的温度范围为540℃～610℃，所述两次回火处理的保温时间按照1h/25mm厚度计算，且两次回火处理中每次回火后均空冷至室温。
