[发明专利]一种模具钢及其制备方法

说明书

本发明提供了一种模具钢及其制备方法，所述模具钢包括金属基体以及非金属组合物，且所述金属基体包括以下质量百分比的元素：C 0.2％‑0.34％、Si 0.75％‑1.27％、Mn 0.30％‑0.50％、Cr 1.5％‑5.6％、Mo 0.8％‑1.1％、V 0.5％‑1.2％、Ag0.001％‑0.005％、Ce 0.0001％‑0.0005％、Cu≤0.20％、P≤0.010％、Fe余量；所述非金属组合物由有机硅改性聚酯树脂、三聚氰胺树脂、阻燃剂以及溶剂按照质量比为1‑8:1‑5:0.1‑0.7：10‑20的比例制备得到。通过优化模具钢的金属基体的成分以及成分含量，在充分发挥各金属元素作用的基础上，各合金金属交互协同作用，有助于增强模具钢的韧性以及强度，使其具有较佳的铸造性能；非金属组合物的成份以及成分配比合理，能与金属基体形成相容性佳的混合体，有助于制备高品质的模具钢，且制备的模具钢的热疲劳性能、阻燃性以及使用性优异。

技术领域

本发明涉及金属制备领域，具体而言，涉及一种模具钢及其制备方法。

背景技术

模具钢一般用于液态金属成型，其使用的条件复杂且需要长时间在高温高压、激冷激热条件下承受交变载荷，容易使模具表面产生热疲劳裂纹而失效，因此，需要要求制备的模具钢具有高的韧性和热疲劳性。由于镀覆钢材的特性，由于外部因素容易在表面上发生氧化反应，即腐蚀产物，并且抑制这种腐蚀产物产生的最广泛使用的方法是在表面上形成膜。作为在表面上形成膜的方法，有物理形成无机或有机成分的膜的方法，通过诸如铬酸盐处理的化学反应形成膜的方法等。以此方式形成的膜可以保护镀层以改善镀覆钢板的耐腐蚀性，耐黑化性和耐酸性，但现有技术中，通过在钢材料表面镀覆一层保护材料，只能起到钢材表面的保护作用，一旦保护膜破坏，钢材就会继续发生腐蚀。其热疲劳性也会变差，机械性能也随之降低甚至引发一些生产故障，进而影响生产效率，因此，需要对模具钢的制备做进一步改进。

发明内容

基于此，为了解决现有技术中模具钢外层保护膜容易破坏，导致材料的腐蚀性、机械性能以及热疲劳性差的问题，本发明提供了一种模具钢及其制备方法，具体技术方案如下：

一种模具钢，所述模具钢包括金属基体以及非金属组合物，且所述金属基体包括以下质量百分比的元素：C 0.2％-0.34％、Si 0.75％-1.27％、Mn 0.30％-0.50％、Cr1.5％-5.6％、Mo 0.8％-1.1％、V 0.5％-1.2％、Ag0.001％-0.005％、Ce 0.0001％-0.0005％、Cu≤0.20％、P≤0.010％、Fe余量；所述非金属组合物由有机硅改性聚酯树脂、三聚氰胺树脂、阻燃剂以及溶剂按照质量比为1-8:1-5:0.1-0.7：10-20的比例制备得到。

优选地，按照质量百分比，所述非金属组合物为所述金属基体的1％-6％。

优选地，所述阻燃剂为膦阻燃剂、次亚磷酸酯阻燃剂、次亚磷酸盐阻燃剂、磷酸酯阻燃剂中的一种或多种。

优选地，所述溶剂为己烷、四氢呋喃、异佛尔酮、二元酸酯中的一种或多种。

优选地，有机组合物的制备方法为：按照质量百分比，将所述有机硅改性聚酯树脂、所述三聚氰胺树脂以及所述阻燃剂混合均匀后，缓慢加入所述溶剂，在间歇式超声作用下反应混合，得到非金属组合物。

优选地，所述间歇式超声作用的条件为：所述超声作用的间歇时间为10s-20s；所述超声作用的功率为150W-200W；所述超声作用一次的时间为30s-40s；所述超声作用的循环次数为3-6次；所述超声作用的温度为250℃-450℃。

另外，本发明还提供一种模具钢的制备方法，包括以下步骤：

按照模具钢的元素配比，将配料放入熔炼炉中进行熔炼，得到第一钢熔体；

往所述第一钢熔体中加入占所述非金属组合物添加量2/3的非金属组合物，搅拌均匀后获得第二钢熔体；