[发明专利]抗磨塑料模具钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种为塑料模具钢，并且还涉及抗磨塑料模具钢的制备方法，属于模具钢技术领域。

背景技术

我国过去无专用的塑料模具钢，一般塑料模具用正火的45钢和40Cr钢经调质后制造，因而模具硬度低、耐磨性差，表面粗糙度值高，加工出来的塑料产品外观质量较差，而且模具使用寿命低；精密塑料模具及硬度高的塑料模具采用CrWMo、Cr12MoV等合金工具钢制造，不仅机械加工性能差，而且难以加工复杂的型腔，更无法解决热处理变形问题。由此，国内对专用塑料模具用钢进行了研制，并获得了一定的进展。我国已有了自己的专用模具钢系列，目前已纳入国家标准的有两种，即3Cr2Mo和3Cr2MnNiMo，纳入行业标准的已有20多种，已在生产中推广应用十多种新型塑料模具钢，初步形成了我国塑料模具用钢体系。

为了提高塑料模具钢的性能，中国发明专利CN1224769A公开了一种微合金化贝氏体型塑料模具钢的制造方法，其化学成分为（重量％）：Ｃ0.20～0.30，Si0.10～0.60，Mn1.7～2.5，P0.035～0.08，S0.01～0.04，Mo0.20～0.50，V0.05～0.20，B0.0005～0.0050，Ca0.0005～0.010，N0.0050～0.0080，Ti/N=3～4，其余为Fe和不可避免的杂质。该钢通过对合金成分进行设计，加入少量合金元素并降低碳当量，使其具有较高淬透性，轧／锻后不必调质热处理，只进行空冷即可使大截面模块整个截面获得粒状贝氏体组织及较好的机械、切削性能。

中国发明专利CN101161850A还公开了一种铜时效硬化贝氏体大截面塑料模具钢及其制造工艺，其化学成分如下(重量％)：C0.08～0.18，Si0.15～0.50，Mn1.2～2.0，V0.05～0.20，Cr1.2～1.9，Mo0.15～0.50，P≤0.02，S≤0.01，Ni1.2～2.0，Cu 0.50～1.0，N≤0.01，Ti0.005～0.025，Ca0～0.0050，Al0.01～0.04，其余为Fe和不可避免的杂质。该发明制造工艺为在热加工工艺后直接空冷，再施以450～600℃回火。该发明硬度可达HRC37～43，在获得高硬度、高抛光性塑料模具的同时降低了氧化铝夹杂及合金元素含量，并且降低了制造成本。

中国发明专利CN86103713A还公开了一种在预硬状态下(HRC30～45)可顺利进行各种切削加工并具有较高韧性的硫钙复合系塑料模具钢，采用电弧炉冶炼,喷射冶金加钙工艺。工艺简单，质量好，成本低。可用做大、中、小形及腔形复杂的塑料模具。这种模具钢的基本成分为：S 0.04～0.20%,Ca 0.002～0.02%,C 0.30～0.65%、Ni0.30～2.00%及适量的Mn、Cr、Mo、V、Si、余量为Fe。

中国发明专利CN1563437A还公开了一种塑料模具钢的贝氏体淬火方法，该发明对中碳、铬、镍、锰、钼预硬型塑料模具钢工件，在奥氏体化后进行空冷或相当于空冷冷却速度的氮气氛中进行冷却，工件表面和心部均在400℃先后发生转变获得贝氏体组织，并获得在40±1HRC范围内的硬度。该发明方法可延长塑料模具的使用寿命，处理模具的组织和硬度比目前现行预硬处理的更为均匀，从而能提高模具的抛光性能，经过该发明处理后仍保持型腔的精度和光洁度等。

中国发明专利CN1727512A还公开了一种贝氏体大截面塑料模具钢及其制造方法，其化学成分如下(重量％)： C 0.05～0.19，Si 0.10～0.60，Mn 1.0～1.65，V 0.04～0.20，Cr 1.0～1.70，Mo 0.15～0.50，≤0.02P，≤0.01S，Ni 0～0.50，N ≤0.01，Ti 0.005～0.025，Ca 0～0.0050，Al 0.01～0.04，其余为Fe 和不可避免的杂质。该发明方法为按上述成分转炉冶炼、LF+RH精炼模具钢；模铸或者连铸后热加工；热加工终轧(锻)温度850℃以上，然后直接冷却，冷却速度不高于1℃/s。再施以不高于600℃回火，消除应力，避免锯切开裂，并保证回火前后硬度不变化，使厚度达500mm的大截面板坯获得均匀的粒状贝氏体组织，芯部无偏析导致的马氏体组织形成，硬度水平达到HRC28～33。