一種強(qiáng)韌耐熱抗蝕預(yù)硬型塑料模具鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及塑料模具鋼產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種強(qiáng)韌耐熱抗蝕預(yù)硬型塑料模 具鋼及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、無線電、家用電器和國防工業(yè)的迅速發(fā)展，冷沖壓、擠壓、 模鍛和壓鑄等無切削加工工藝被廣泛應(yīng)用，對模具的需要量越來越大，對制造模具的鋼材 品種、鋼材的冶金生產(chǎn)及鋼材的熱處理質(zhì)量等也提出了越來越高的要求。
[0003] 目前模具鋼的種類主要有冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼等等，其中塑料模 具鋼所占的比例最大，模具鋼的使用性能直接關(guān)系到加工出來的塑料產(chǎn)品的質(zhì)量，由于塑 料產(chǎn)品的特性，對塑料模具鋼在抗腐蝕性、尺寸穩(wěn)定性、表面耐磨性、拋光性等方面均有較 高的要求，現(xiàn)有的塑料模具鋼主要存在硬度低、耐磨性差、使用壽命低、表面缺陷多等等寇 待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種強(qiáng)韌耐熱抗蝕預(yù)硬型塑料模 具鋼及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種強(qiáng)韌耐熱抗蝕預(yù)硬型塑料模具鋼，該模具鋼中各組分的重量百分?jǐn)?shù)為： C:0. 3-0. 4%、Si:2. 0-2. 5%、Cr:4. 0-5. 5%、Cu:0. 2-0. 3%、Sr:0. 5-0. 6%、Μη:2· 0-3. 0%、 Al :0· 04-0. 05%、Sb:0. 2-0. 4%、Υ:0· 01-0. 02%、P 彡 0· 02%、S 彡 0· 02%、復(fù)合變質(zhì)劑： 0. 01-0. 02%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0007] 所述的一種強(qiáng)韌耐熱抗蝕預(yù)硬型塑料模具鋼，所述的復(fù)合變質(zhì)劑由以下重量份 的原料制成：納米稀土氧化物2-3、納米碳化鎢8-10、無水乙醇適量、PEG-4000. 1-0. 2 ; 其制備方法為：先將PEG-400溶解于無水乙醇中，隨后投入納米稀土氧化物，超聲攪拌處 理40-50min，待其完全分散后加入納米碳化媽，繼續(xù)超聲攪拌混合1-2h，攪拌結(jié)束后在 300-400°C烘箱中進(jìn)行干燥處理，完全干燥后粉體充分研磨分散，得稀土氧化物包覆納米碳 化鎢的復(fù)合變質(zhì)劑。
[0008] 所述的一種強(qiáng)韌耐熱抗蝕預(yù)硬型塑料模具鋼的制備方法，所述的制備方法為：
[0009] (1)將除復(fù)合變質(zhì)劑外的各原料按照元素配比投入熔煉爐中，完全熔化后所得鋼 水經(jīng)精煉和真空脫氣處理后澆注成鋼錠，且在澆注過程中隨流加入復(fù)合變質(zhì)劑；
[0010] (2)將所得的鋼錠在加熱爐中以100-120°C /h的升溫速率加熱至1100-1150°C，保 溫3-4h后對鋼錠進(jìn)行鍛造，開鍛溫度為1080-1120°C，停鍛溫度為800-850°C，所得模塊出 爐后自然冷卻備用；
[0011] (3)將步驟⑵所得模塊放入回火爐中，以60-80°C /h的速率加熱至580-640°C， 保溫4-5h后出爐，經(jīng)自然冷卻至室溫即得。
[0012] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明在傳統(tǒng)預(yù)硬型塑料模具鋼的元素配比上適當(dāng)增大Mn、 Si、Cr、Sr等元素的配比，同時控制其他合金元素的用量，在保證傳統(tǒng)塑料模具鋼力學(xué)性能 及加工性能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改善了合金的機(jī)械性能和加工性能，其具有良好的韌性和硬 度，內(nèi)部應(yīng)力小，不易磨損蝕裂，可以滿足多種類型的塑料件澆注用，加入的稀土氧化物包 覆納米碳化鎢復(fù)合變質(zhì)劑與合金液的浸潤性好，變質(zhì)效果均勻穩(wěn)定，增強(qiáng)增韌效果顯著，合 金晶相致密細(xì)膩；該模具鋼制備方法簡單高效，制造周期短，有效的改善了塑料件的表面質(zhì) 量，極具生產(chǎn)應(yīng)用價值。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 該實(shí)施例的模具鋼中各組分的重量百分?jǐn)?shù)為：C:0. 3%、Si:2. 0%、Cr:4. 0%、 Cu:0. 2%、Sr:0. 5%、Μη:2· 0%、A1 :0· 04%、Sb:0. 2%、Υ:0· 01%、P 彡 0· 02%、S 彡 0· 02%、 復(fù)合變質(zhì)劑：〇. 01 %，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0014] 其中復(fù)合變質(zhì)劑由以下重量份的原料制成：納米稀土氧化物2、納米碳化鎢8、無 水乙醇適量、PEG-400 0. 1 ;其制備方法為：先將PEG-400溶解于無水乙醇中，隨后投入納 米稀土氧化物，超聲攪拌處理40min，待其完全分散后加入納米碳化媽，繼續(xù)超聲攪拌混合 lh，攪拌結(jié)束后在300°C烘箱中進(jìn)行干燥處理，完全干燥后粉體充分研磨分散，得稀土氧化 物包覆納米碳化鎢的復(fù)合變質(zhì)劑。
[0015] 該塑料模具鋼的制備方法為：
[0016] (1)將除復(fù)合變質(zhì)劑外的各原料按照元素配比投入熔煉爐中，完全熔化后所得鋼 水經(jīng)精煉和真空脫氣處理后澆注成鋼錠，且在澆注過程中隨流加入復(fù)合變質(zhì)劑；
[0017] (2)將所得的鋼錠在加熱爐中以100°C /h的升溫速率加熱至IKKTC，保溫3h后對 鋼錠進(jìn)行鍛造，開鍛溫度為1080°C，停鍛溫度為800°C，所得模塊出爐后自然冷卻備用；
[0018] (3)將步驟⑵所得模塊放入回火爐中，以60°C /h的速率加熱至580°C，保溫4h 后出爐，經(jīng)自然冷卻至室溫即得。
[0019] 本實(shí)施例制備得到的塑料模具鋼的力學(xué)性能檢測結(jié)果如下：
[0021] 該實(shí)施例制備得到的塑料模具鋼較之傳統(tǒng)的P20鍛造塑料模具鋼相比使用壽命 平均延長1. 2倍，其組織均勻細(xì)密，拋光后表面粗糙度Ra < 0. 20 μ m。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種強(qiáng)韌耐熱抗蝕預(yù)硬型塑料模具鋼，其特征在于，該模具鋼中各組分的重量百分 數(shù)為：C: 0? 3-0. 4%、Si: 2. 0-2. 5%、Cr: 4. 0-5. 5%、Cu: 0? 2-0. 3%、Sr: 0? 5-0. 6%、Mn: 2. 0-3. 0%、 Al:0? 04-0. 05%、Sb:0? 2-0. 4%、Y:0. 01-0. 02%、P彡 0? 02 %、S彡 0? 02 %、復(fù)合變質(zhì)劑： 0. 01-0. 02%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2. 如權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)韌耐熱抗蝕預(yù)硬型塑料模具鋼，其特征在于：所述的復(fù) 合變質(zhì)劑由以下重量份的原料制成：納米稀土氧化物2-3、納米碳化媽8-10、無水乙醇適 量、PEG-400 0. 1-0. 2 ;其制備方法為：先將PEG-400溶解于無水乙醇中，隨后投入納米稀 土氧化物，超聲攪拌處理40-50min，待其完全分散后加入納米碳化媽，繼續(xù)超聲攪拌混合 l_2h，攪拌結(jié)束后在300-400°C烘箱中進(jìn)行干燥處理，完全干燥后粉體充分研磨分散，得稀 土氧化物包覆納米碳化鎢的復(fù)合變質(zhì)劑。3. 如權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)韌耐熱抗蝕預(yù)硬型塑料模具鋼的制備方法，其特征在 于，所述的制備方法為： (1) 將除復(fù)合變質(zhì)劑外的各原料按照元素配比投入熔煉爐中，完全熔化后所得鋼水經(jīng) 精煉和真空脫氣處理后澆注成鋼錠，且在澆注過程中隨流加入復(fù)合變質(zhì)劑； (2) 將所得的鋼錠在加熱爐中以100-120°C/h的升溫速率加熱至1100-1150°C，保溫 3-4h后對鋼錠進(jìn)行鍛造，開鍛溫度為1080-1120°C，停鍛溫度為800-850°C，所得模塊出爐 后自然冷卻備用； (3) 將步驟（2)所得模塊放入回火爐中，以60-80°C/h的速率加熱至580-640°C，保溫 4_5h后出爐，經(jīng)自然冷卻至室溫即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種強(qiáng)韌耐熱抗蝕預(yù)硬型塑料模具鋼，該模具鋼在傳統(tǒng)預(yù)硬型塑料模具鋼的元素配比上適當(dāng)增大Mn、Si、Cr、Sr等元素的配比，同時控制其他合金元素的用量，在保證傳統(tǒng)塑料模具鋼力學(xué)性能及加工性能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改善了合金的機(jī)械性能和加工性能，其具有良好的韌性和硬度，內(nèi)部應(yīng)力小，不易磨損蝕裂，可以滿足多種類型的塑料件澆注用，加入的稀土氧化物包覆納米碳化鎢復(fù)合變質(zhì)劑與合金液的浸潤性好，變質(zhì)效果均勻穩(wěn)定，增強(qiáng)增韌效果顯著，合金晶相致密細(xì)膩；該模具鋼制備方法簡單高效，制造周期短，有效的改善了塑料件的表面質(zhì)量，極具生產(chǎn)應(yīng)用價值。
【IPC分類】C21D8/00, C22C33/04, C22C38/38, C22C38/20, C22C38/34, C22C38/60
【公開號】CN105200348
【申請?zhí)枴緾N201510681045
【發(fā)明人】張慶
【申請人】蕪湖市寶藝游樂科技設(shè)備有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月15日