[发明专利]含氮塑料模具扁钢及其生产方法

说明书

本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种含氮塑料模具扁钢及其生产方法。针对现有通过添加耐蚀元素来提升塑料模具钢的方法成本高、效果不好的问题，本发明提供一种含氮塑料模具扁钢，其化学成分为：按重量百分比计，C 0.35～0.45％、Si 0.3～0.5％、Mn 0.3～0.6％、Cr 13.0～14.0％、N 0.06～0.08％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明还提供了上述含氮塑料模具扁钢的生产方法，包括冶炼和轧制过程，其在冶炼时直接吹入氮气进行合金化。本发明的含氮塑料模具扁钢退火硬度更大，耐腐蚀性能增强。其制备方法操作简单，成本低，效果更好，适宜推广使用。

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种含氮塑料模具扁钢及其生产方法。

背景技术

塑料模具钢是一种用于塑料制作的模具钢。随着塑料制品在国民生产、生活中的广泛应用,塑料模具的制造对塑料模具钢的需求也越来越大。在塑料制品中，模具的质量是保证塑料制品质量的基本条件。

目前，塑料模具已经走向大型化、精密化、多腔化的发展方向，对塑料模具钢的性能提出了更高的要求，其中对尺寸精度、组织均匀性、耐蚀性和可抛光性的要求更加苛刻。尤其是耐腐蚀性能对模具的使用寿命和表面质量影响最大。为了提高塑料模具钢的耐腐蚀性能，一般通过添加各种耐蚀元素来达到，但增加耐蚀元素会增加生产成本，并且耐腐蚀性能提高不明显。

专利“一种具有抗腐蚀性的塑料模具钢及其制造方法”提供了一种具有抗腐蚀性的塑料模具钢，该专利中加入了价格昂贵的镍和钼元素，其目的一方面这两种元素本身可提高钢的耐蚀性，另一方面是为了固定加入质量分数为0.1％～0.15％的氮元素.尽管该方案能有效提高钢的耐蚀性能，但生产成本将会大幅度增加。再者，该专利并未详细叙述其冶炼工艺，而如此高的氮含量将会带来极大的冶炼难度。若炼钢工艺选择不当，将会造成严重的钢锭质量问题，并大幅度降低钢的耐蚀性能。

因此，现有方法中还缺乏一种有效的提高耐腐蚀性能的含氮塑料模具钢的生产方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：现有通过添加耐蚀元素来提升塑料模具钢的方法成本高、效果不好的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：提供一种含氮塑料模具扁钢。本发明的含氮塑料模具扁钢的化学成分为：按重量百分比计，C 0.35～0.45％、Si 0.3～0.5％、Mn0.3～0.6％、Cr 13.0～14.0％、N 0.06～0.08％，其余为Fe和不可避免的杂质。

其中，上述含氮塑料模具扁钢中，所述杂质中Ni≤0.2％，Al≤0.02％，P≤0.022％，S≤0.005％，O≤0.003％，H≤0.0002％。

本发明还提供了一种上述含氮塑料模具扁钢的生产方法，包括以下步骤：

a、冶炼

将冶炼原料在电炉中熔融，熔融温度为1600～1650℃；熔融后转入AOD炉中，向炉内同时吹入氧气和氮气，吹入15～25min后，停止吹入氧气，加入硅铁还原，继续吹入氮气15～25min；再加入铝块，10～15min后停止吹入氮气，出钢；出钢后转入LF炉精炼，在温度1530～1550℃下出炉，将钢液浇注入钢锭模中，得到含氮塑料模具钢扁锭；

b、轧制

将步骤a得到的扁锭加热至720～750℃，保温2～4h后，再次加热至1210～1230℃，保温4～5.5h，出炉轧制；第20道次轧制完成后，将得到的中间坯返回加热炉中进行成分均匀化处理，出炉，继续轧制至厚度80～180mm，空冷至温度≤300℃，进行退火处理，得到含氮塑料模具扁钢。

其中，上述含氮塑料模具扁钢的生产方法中，步骤a所述冶炼原料为废钢、电解锰、硅锰、碳锰或高铬铁中的至少一种。