[发明专利]一种高韧性、高抛光性、耐腐蚀的塑胶模具钢及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高韧性，高抛光性，高耐腐蚀性的塑胶模具钢的制备方法，在2Cr13钢成分基础上，采用Ni、Mo、V微合金化的成分设计理念来进行成分设计，工艺路线如下：采用电炉冶炼、钢包精炼炉精炼、真空精炼炉精炼、惰性气体保护电极坯浇铸、保护气氛恒熔速电渣炉重熔、高温均质化处理、多向锻造、锻后预处理、超细化处理生产工艺。本发明还涉及一种高韧性，高抛光性，高耐腐蚀性的塑胶模具钢，退火态显微组织结构均匀，有较好的球化组织及细小均匀的晶粒分布，淬回火组织均匀，Mo、Cr、V碳化物的细小析出相在使用过程中起着弥散强化作用，同时适量的Ni元素可增加淬透性，细化晶粒，起到增加钢的韧性和抗疲性。

技术领域

本发明涉及一种模具钢及其制备方法，特别是一种高韧性、高抛光性、耐腐蚀的塑胶模具钢及其制备方法。

背景技术

随着现代化工业的发展，模具的应用越来越广泛，在汽车、电子、仪器仪表、家电、航空航天、建材、电机和通讯器材等产品中，约60％-80％的零部件都要依靠模具加工成型，因此被称为“工业之母”。据估计，模具可带动相关产业的比例大约是1:100，即模具发展1亿元，可带动相关产业100亿元。

世界模具行业工业总产值保持持续增长，目前我国模具钢材料生产总量已位居世界前列，模具钢材料生产企业众多。但模具钢材料的品种和质量水平在总体上要比德、美等国家落后，具体表现为：技术含量和附加值低的模具钢材料已供过于求，国内厂商间处于白热化竞争阶段。而技术和附加值含量较高的中、高档模具钢材料还远不能适应我国国民经济发展的需要，不能用于制作诸如大型、精密、复杂、高寿命的发动机、电机等压铸模具、新能源汽车车体、电池盒、轿车覆盖件模具等。大部分仍需要从国外进口，年进口量超过10万吨。但从国外进口模具钢材料存在成本高、制作周期长等不足，为了满足行业发展和客户使用的需求，急需设计并生产出一种新型塑胶模具钢在满足客户使用条件下逐步替代进口材料，为客户实现利益最大化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高韧性、高抛光性、耐腐蚀的塑胶模具钢的制备方法，在2Cr13钢成分基础上，采用Ni、Mo、V微合金化的成分设计理念来进行成分设计，制备的塑胶模具钢，退火态显微组织结构均匀，有较好的球化组织及细小均匀的晶粒分布。

为达到上述发明的目的，一种高韧性、高抛光性、耐腐蚀的塑胶模具钢的制备方法，其特征在于，主要步骤如下：

S1、电炉冶炼：

根据冶炼钢种的化学组分含量预先进行废钢和合金料的配料准备，在电炉中进行废钢的冶炼，钢水温度≥1630℃，进行氧化扒渣，扒渣后加入合金料并使其完全熔化，而后加入石灰和萤石，形成碱性炉渣，对电炉中熔化的钢水进行脱磷脱硫处理；当钢水温度≥1620℃，加铝丝进行脱氧，而后出钢；

其中，所述冶炼钢种的化学组分含量质量百分比，C 0.23～0.28％、Mn 0.40～0.70％、Si 0.25～0.40％、S≤0.001％、P≤0.010％、Cr 13.0～14.0％、Mo+V+Ni 1.00～1.50％、Cu≤0.08％，其余为Fe，且残余气体含量为，H≤1.5ppm、O≤13ppm、N≤140ppm。在2Cr13钢成分基础上，采用Ni、Mo、V微合金化的成分设计理念来进行成分设计，提高塑胶模具钢材料的淬透性，同时要保证其强韧性和耐磨性；

S2、钢包精炼炉精炼：

电炉冶炼后钢水转入钢包，吊运到精炼炉座上，并加渣料CaO、CaF₂和C-Si粉还原造好一次白渣，主要去除钢水中的酸性夹杂物；而后根据所述精炼炉座内钢水的实际成分与目标成分的偏差添加相应的合金料，完成成分微调、脱硫、脱氧作业；操作结束后去除白渣，然后重新加热至钢水温度≥1620℃，添加CaO、CaF₂、C-Si粉和红砖头进行二次造白渣，有益于去除钢水中碱性夹杂物；

S3、真空精炼炉精炼：