[发明专利]耐冲击腐蚀磨损性能优异的特厚塑料模具钢及其制备方法

说明书

本发明提供了一种耐冲击腐蚀磨损性能优异的特厚塑料模具钢及其制备方法，所述模具钢成分按重量百分比计如下：C：0.25％‑0.35％，Si：0.70％‑0.80％，Mn：0.60％‑0.70％，P≤0.015％，S≤0.015％，Cr：15.1％‑16.1％，Mo：0.60％‑0.70％，W：0.1％‑0.2％，Ni：2.0％‑3.0％，Al：0.15％‑0.25％，其中，Mo+W＝0.75％‑0.85％，余量为Fe及不可避免杂质。制备方法包括铁水预处理—冶炼—LF—RH—连铸—电渣重熔—退火—板坯加热—轧制—矫直—缓冷—热处理；应用本发明生产的模具钢硬度40‑42HRC，同板硬度差≤2HRC；在室温下，横向心部Rm≥1280MPa，A％≥28％，夏比冲击功KV₂≥45J，同时具有优异的耐冲击腐蚀磨损性能。

技术领域

本发明属于金属材料领域，尤其涉及耐冲击腐蚀磨损性能优异的特厚塑料模具钢及其制备方法。

背景技术

淬透性是考量耐蚀型塑料模具钢大板的一个重要方面，特别是目前对钢板厚度要求越来越高的模具市场，研制和生产最大难点是保证整个厚度截面方向获得均匀的力学性能。如果其淬透性不佳，会致使模具不同位置的均匀性差异大，即使钢板保持最高的理想条件，由于热传导速率的限制，冷速最低的心部和冷速最高的表面易产生组织、硬度等差别较大等现象，即使针对这些问题在后期经过改善处理，其各方面性能也很难达到理想的要求。此外，在模具使用时型腔反复受到一定的冲击力，对已经进行抛光的塑料模具型腔表面有一定的腐烛作用，而模具在多次重复使用的情况下，若耐冲击腐蚀磨损性能较差，模具易失效，缩短模具寿命，造成损失，因此提高塑料模具钢的淬透性制造特厚大板，且保证良好的抛光性能及耐冲击腐蚀磨损性能应是目前产品开发的关注重点。

国内许多单位在开发研制新型塑料模具钢、提高产品质量、优化生产工艺、提高模具寿命等方面做了大量的工作。

申请号为201810390485.8的发明《一种高韧性塑料模具钢及其生产方法》中公开了一种高韧性塑料模具钢及其生产方法，其成分百分比为：C：0.24％-0.32％，Ni：0.64％-1.02％，Mo：0.46％-0.62％、S：0.072％-0.088％，Cr：8.17％-10.26％，Mn：1.68％-1.43％，W：0.25％-0.30％，V：0.17％-0.24％，Mg：0.026％-0.079％，Sr：0.17％-0.26％，Si：0.16％-0.21％，余量为Fe及其他杂质。所述的塑料模具钢经过反复熔炼锻造以及热处理得到，提高模具钢韧性，具有稳定耐压等特点。但锻造成本高，硬度均匀性及横向性能难以保证。

申请号为201110218086.1的发明《一种非调质的塑料模具钢厚板生产工艺》中公开了一种塑料模具钢厚板，其成分百分比为：C：0.25％-0.33％，Si：0.20％-0.70％，Mn：1.10％-1.50％，Cr：1.40％-2.00％，Mo≤0.20％，P≤0.01％，S≤0.005％，Ti≤0.03％，B≤0.003％，V≤0.15％，其余为铁。采用控制轧制，轧后控冷，利用相变强化和微合金碳氮化物的析出强化，使钢板截面在不进行调质处理情况下，组织性能沿截面分布均匀，获得硬度为300-400的塑料模具钢，回火后获得粒状贝氏体组织，但硬度较低，不能保证耐蚀性。

申请号为200610028195.6的发明《超厚非调质塑料模具钢及其制造方法》公开了一种超厚非调质塑料模具钢及其制造方法，克服了预硬化塑料模具钢制造成本高，淬火裂纹敏感性高以及已有非调质塑料模具钢成形厚度小的缺点，保证了大截面塑料模具钢能够获得贝氏体组织及硬度，采用锻造方式进行热加工，控制锻后冷却速度，实现了厚度超过300mm的超厚塑料模具钢的非调质化。但其采用铸坯锻造方式生产，生产环节多，效率低成本高。