[发明专利]一种含钒塑料模具钢板及其制造方法

说明书

本发明涉及一种含钒非调质塑料模具钢板的制造方法,所述含钒非调质塑料模具钢板的化学成分按重量百分比为C：0.28～0.40%、Si：0.20～0.50%、Mn：1.20～1.60%、P≤0.030%、S≤0.025%、Cr：0.80～1.20%、V：0.05～0.15%、Ti：≤0.030%、B：≤0.0025%，余量为Fe及不可避免的夹杂，其中Mn+Cr+V为2.4～2.7%，Cr/V为9‑11，Ti/B≥8，具有合金成本低，回火工艺窗口宽，内部质量高，生产流程短等特点，可广泛用于塑料模具制造行业。

技术领域

本发明涉及一种塑料模具钢板及其制造方法，尤其是涉及含钒非调质塑料模具钢板及其制造方法。

背景技术

随着世界模具制造重心从发达国家向以中国为代表的发展中国家转移，我国塑料模具制造业成长迅速。同时工业大型设备和自动化的迅速发展，必然推动塑料模具钢向高纯净度、高等向性、高均匀性、易切削方向发展。其次，钢铁行业面临严峻的市场竞争压力，都在摸索利用低成本生产高质量合金模具钢的新工艺。

我国模具钢板成分体系以Cr-Mo系和Cr-Mo-Ni系为主，模具钢生产企业在这方面已有较多的研究，如中国专利CN102286698A、CN102312168A等。近几年也有部分企业在美国P20钢成分的基础上进行优化，开发了以Mn-Cr为主，添加Ti、Nb、B等微合金元素的塑料模具钢，如中国专利CN103981451A、CN103981447A、CN103757544A等。在采用Mn-Cr-V成分体系生产塑料模具钢方面研究较少。我国目前已发现的钒铁储量是钼铁的五倍以上，且品位较高，与钼铁矿相比开采难度较小。同时钒元素在钢中以碳氮化物形式存在，对模具钢回火硬度稳定性具有很大作用。因此，利用丰富的钒铁资源开发出含钒塑料模具钢有重要意义。中国专利文献CN105063512A公布了一种含钒塑料模具钢及其制造方法，所述模具钢化学成分按重量百分比为C ：0.30-0.50% ；Si ： 0.30-0.60% ；Mn ：1.40-1.80% ；P ≤ 0.030% ；S ≤0.015% ；Cr ：1.00-2.00% ；V ：0.10-0.20 ； Cu ≤ 0.25 ；Cu+Ni ≤ 0.55 ；Al ：0.02-0.05% ；Ti ：0.01-0.03% ；B ：0.001-0.0025%，其余为不 可避免的杂质和 Fe。从其成分可以看出钢中含有较高的Mn、Cr、V元素，同时还添加了Cu、Ni等贵重元素，合金成本较高；在冶炼过程采用Al脱氧，容易形成B类夹杂物，影响模具钢内部质量和可加工性能；轧制过程采用控轧控冷工艺，工艺复杂。

发明内容

为克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种含钒非调质塑料模具钢及其制造方法。采用Mn-Cr-V成分设计，无需添加Mo、Ni、Nb、Cu、Ni等贵重合金，合金成本低；且生产工艺流程简单，具有回火工艺窗口宽，周期短，效率高的特点；所得模具钢板具有较高的硬度稳定性，能够用于制造塑料模具。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

所述钢板化学成分按重量百分比为C：0.28～0.40%、Si：0.20～0.50%、Mn：1.20～1.60%、P≤0.030%、S≤0.025%、Cr：0.80～1.20%、V：0.05～0.15%、Ti：≤0.030%、B：≤0.0025%，余量为Fe及不可避免的夹杂，其中Mn+Cr+V为2.4～2.7%，Cr/V为9-11，Ti/B≥8。

以下对本发明一种非调质含钒塑料模具钢板中所含组分的作用及其添加比例作简要分析说明：

C：C能明显的提高钢板的硬度，但C含量过高会导致钢板韧性下降。本发明C含量0.28～0.40%，在满足钢板硬度要求的同时保证较好的韧性。

Si：Si 元素固溶于奥氏体中能够抑制珠光体的形成，促进贝氏体/马氏体相变，从而提高钢板硬度，但Si含量过高会严重影响钢板表面质量。本发明Si含量控制在0.20～0.50%。