一種注塑模具用易切削鋼材的制作方法

　　【專利摘要】本發明涉及一種注塑模具用易切削鋼材，由以下重量百分比的組分組成：C0.05~0.13%、Si0~0.15%、Mn0.8~1.4%、P0.03~0.1%、S0.2~0.5%、Cr0~0.15%、B0.05~0.22%、N0.003~0.02%、Bi0.007~0.012%、Cu0.01~0.18%、Ti0.005~0.1%、雜質0~0.1%，其余為Fe。本發明注塑模具用易切削鋼，環保性好，同時，鉍和鈦的添加量不多，成本較低，有利于易切削鋼的推廣利用。

　　【專利說明】一種注塑模具用易切削鋼材

　　【技術領域】

　　[0001] 本發明涉及鋼鐵冶金領域，具體涉及一種注塑模具用鋼材。

　　【背景技術】

　　[0002] 隨著機械加工高速化、精密化、自動化的發展，特別是汽車工業、精密儀表工業和 家用電器等的發展，各種精密零部件的國內國際需求越來越大。注塑模具的生產成本中切 削成本占60%以上，表明良好的金屬切削性能和優良的總體切削解決方案對模具的經濟生 產的重要性。硬度是影響金屬切削性能的一個重要因素。一般規律是鋼越硬，就越難加工。 高速鋼（HSS)可用于加工硬度最高為330-400HB的材料；高速鋼+鈦化氮（TiN)涂層，可加 工硬度最高為45HRC的材料；而對于硬度為65-70HRC的材料，則必須使用硬質合金、陶瓷、 金屬陶瓷和立方氮化硼（CBN)。如何使長期使用的模具既有硬度又具有良好的可切削性成 為亟待解決的問題。

　　【發明內容】

　　[0003] 鑒于上述現有技術中的不足，本發明涉及一種注塑模具用易切削鋼材，力學性能 和切削加工性能好。

　　[0004] 本發明采用以下技術方案： 一種注塑模具用易切削鋼材，由以下重量百分比的組分組成：C 0.05~0. 13%、 Si 0?0· 15%、Μη 0· 8?1. 4%、P 0· 03?0· 1%、S 0· 2?0· 5%、Cr 0?0· 15%、B 0· 05?0· 22%、N 0· 003?0· 02%、Bi 0· 007?0· 012%、Cu 0· 01 ?0· 18%、Ti 0· 005?0· 1%、雜質（Γ〇· 1%，其余為 Fe。

　　[0005] 優選的，所述C的重量百分比為0. 08~0. 11% ;Cr的重量百分比為0. 01%?0. 1% ; N的重量百分比為0.005%?0.13% ;Cu的重量百分比為0.01%?0.08%。

　　[0006] 優選的，Cr、Mn、S間含量重量百分比的關系滿足如下關系式：0. 8%彡Cr+Mn+S彡 3% ;Β、Μη間含量重量百分比的關系滿足如下關系式：0. 04彡B/Mn彡0. 3。

　　[0007] 本發明注塑模具用易切削鋼，環保性好，同時，鉍和鈦的添加量不多，成本較低，有 利于易切削鋼的推廣利用。

　　【具體實施方式】

　　[0008] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明 進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于 限定本發明。

　　[0009] 實施例1 注塑模具用易切削鋼材，由以下重量百分比的組分組成：C 0. 05%、Μη 0. 8%、P 0. 1%、S 0.5%、Cr 0.15%、Β 0.05%、Ν 0· 003%、Bi 0· 007%、Cu 0.01%、Ti 0.005%、雜質 0.1%，其余為 Fe〇

　　[0010] 實施例2

　　【權利要求】

　　1. 一種注塑模具用易切削鋼材，其特征在于，由以下重量百分比的組分組成： C 0· 05?0· 13%、Si 0?0· 15%、Μη 0· 8?1. 4%、P 0· 03?0· 1%、S 0· 2?0· 5%、Cr 0?0· 15%、B 0· 05?0· 22%、N 0· 003?0· 02%、Bi 0· 007?0· 012%、Cu 0· 01 ?0· 18%、Ti 0· 005?0· 1%、雜質 (TO. 1%，其余為 Fe。

　　2. 根據權利要求1所述的注塑模具用易切削鋼材，其特征在于：C的重量百分比為 0· 08?0· 11%。

　　3. 根據權利要求1所述的注塑模具用易切削鋼材，其特征在于：Cr、Mn、S間含量重量 百分比的關系滿足如下關系式：0.8% < Cr+Mn+S< 3%。

　　4. 根據權利要求1所述的注塑模具用易切削鋼材，其特征在于：B、Mn間含量重量百分 比的關系滿足如下關系式：0. 04 < B/Mn < 0. 3。

　　5. 根據權利要求1所述的含鉍易切削鋼材，其特征在于，Cr的重量百分比為0.01% ?0.1% ;N的重量百分比為0.005%?0.13% ;Cu的重量百分比為0.01%?0.08%。

　　【文檔編號】C22C38/60GK104120371SQ201410338329

　　【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月16日 優先權日:2014年7月16日

　　【發明者】朱衛華 申請人:滁州市艾德模具設備有限公司

　　一種高錳含量鋁-錳中間合金及其制備方法

　　【專利摘要】本發明涉及一種鋁-錳中間合金及其制備方法，是在鋁合金熔鑄過程中用來添加錳元素的鋁-錳中間合金及這種鋁-錳中間合金的制備方法。其鋁-錳中間合金的重量百分比成分為：鋁30-60%，優選40-50%；錳元素含量為40-70%，優選50-60%。鋁-錳中間合金具有較高的錳元素含量，采用本工藝使合金元素能夠在鋁水中迅速溶解，提高生產效率，從而可以降低中間合金的用量，可以降低中間合金的儲運成本，提高了中間合金的市場競爭力。

　　【專利說明】一種高錳含量鋁-錳中間合金及其制備方法

　　【技術領域】

　　[0001] 本發明涉及一種鋁-錳中間合金及其制備方法，是在鋁合金熔鑄過程中用來添加 錳元素的鋁-錳中間合金及這種鋁-錳中間合金的制備方法。

　　【背景技術】

　　[0002] 在各種合金的制備過程中，往往需要加入少量的合金元素，來達到所需要的化學 成分。例如在3000系鋁合金的生產過程中，需要加入錳元素。這種合金元素可以通過鋁-錳 中間合金或合金添加劑來加入。

　　[0003] 所謂鋁-錳中間合金就是在鋁合金熔鑄生產中用來調整合金成分的一種中間過 渡合金，由鋁和錳組成。在現有的鋁-錳中間合金中，錳元素的含量為5 - 25%。由于鋁-錳 中間合金中錳元素的含量較低，只有5-25%，合金化時，需要添加較多的中間合金才能達到 所需要的成分，使得合金化的成本較高。所以，使用合金添加劑越來越普遍。

　　[0004] 鋁-錳合金添加劑由錳金屬粉末、助熔劑和粘結劑組成。錳金屬粉末的含量一般 為70%至85%，助熔劑的含量為15%至30%，粘結劑只需很少量，0. 5 - 2. 0%。加工過程為將 各組分粉末均勻混合后，在高壓下壓成餅狀。餅塊的大小可以由50克到1500克不等。這 種餅塊投入到熔爐中可以迅速沉入鋁水中并逐漸熔散開來，有利于鋁水對合金元素的有效 吸收，有效避免了金屬粉末散浮在熔液表面，提高了合金元素的收得率。

　　[0005] 錳的熔點較高，接近1250度。而鋁水的溫度只有不到750度，鋁-錳合金添加 劑中的錳元素不能在鋁水中直接熔化。大量的研究表明，錳元素是通過化學反應熔入鋁水 中。當錳劑添加到鋁水中，錳粒子首先和鋁水產生化學反應，生成金屬間化合物MnA14。在 錯水界面，猛尚子[Μη]和錯水繼續反應，生成MnA14;在猛私子界面，錯尚子[A1]和猛繼 續反應生成MnA14。金屬間化合物MnA14迅速長大，包圍猛粒子。隨著MnA14迅速長大， 在MnA14和Μη粒子界面將形成新的金屬間化合物MnA13。在MnA13迅速長大后，在MnA13 和Μη粒子界面又將形成新的金屬間化合物MnAl。直至錳粒子全部反應完畢，將錳完全熔 入鋁中。顯然，高熔點的錳元素之所以能迅速熔入鋁水中，主要是錳金屬粉末具有較大的表 面積，能和鋁水發生充分的化學反應。

　　[0006] 為了提高添加劑的熔化速度，往往用氯鹽或氟鹽類熔劑來替代鋁粉作為助熔劑。 這種合金元素粉末-熔劑組成的添加劑雖然有較好的熔化速度，但這些鹽類熔劑不是合金 化過程中必須的添加物,最終變成廢渣而扒出，使合金化成本增加。鹽類熔劑往往有吸潮傾 向，也容易混雜各種雜質。所以添加含熔劑的添加劑有將雜質帶入熔體、增加熔體含氣量的 風險。增加了清渣量、耗費了能源、加大了儲運等管理成本。熔劑燃燒時產生大量煙霧，影 響環境，也影響操作工人的健康。

　　[0007] 比較兩種合金化方法，可以發現，中間合金用于鋁合金的合金化操作具有許多優 勢。

　　[0008] (1)中間合金的成分均勻，在合金化操作過程中，容易調控鋁合金的成分。

　　[0009] (2)中間合金在鋁液中的熔化速度快，合金化操作簡單，有利于提高生產效率。

　　[0010] (3)中間合金是規整的鑄錠，便于儲運。

　　[0011] (4)中間合金不會產生黑煙，不會污染環境。

　　[0012] 但是，，在鋁-錳中間合金中，錳元素的含量不能太高，否則，中間合金在鋁水中的 熔化速度很慢，影響生產效率。所以，現有的鋁-錳中間合金中，合金元素的含量比較低，一 般都在25%以下。這勢必增加鋁合金的生產成本，使得中間合金在生產成本上逐漸失去競 爭力。所以開發高合金元素含量的中間合金，可以大大減少中間合金用量，降低生產成本， 具有廣闊的生產前景。

　　【發明內容】

　　[0013] 鑒于上述技術存在的缺陷，本發明要解決的技術問題是，提出一種鋁-錳中間合 金及其制備方法，該中間合金具有較高的合金元素含量，該中間合金加入到鋁水中后能迅 速熔解，不會影響生產效率，彌補了現有技術存在的缺陷，克服了現有技術存在的不足。

　　[0014] 為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：一種高錳含量鋁-錳中間合 金及其制備方法，其特征在于其鋁-錳中間合金的重量百分比成分為：鋁30-60%，優選 40-50% ;錳元素含量為40-70%，優選50-60%。

　　[0015] 為了使高錳含量的中間合金能夠在鋁水中迅速溶解，提高生產效率，將中間合金 做成薄片狀，這種中間合金具有較大的表面積，加入到鋁水中后，增大了中間合金與鋁水的 反應面積，中間合金從而具有較快的熔化速度。這種高錳含量鋁-錳中間合金的制備方法， 其特征在于在中間合金生產過程中，將中間合金做成薄片狀；具體生產過程為：首先按成 分要求進行配料，即稱取一定量的金屬鋁和金屬錳備用；然后將錳加熱到1250°c以上，使金 屬錳完全熔化，再將金屬鋁加入到熔化的金屬錳中；待金屬鋁完全熔化后，攪拌均勻，形成 鋁-錳熔液；將鋁-錳熔液鑄造成薄板；最后將鑄成的薄板通過機械破碎的方法破碎成小 薄片。

　　[0016] 本發明的有益效果是：鋁-錳中間合金具有較高的錳元素含量，采用本工藝使合 金元素能夠在鋁水中迅速溶解，提高生產效率，從而可以降低中間合金的用量，可以降低中 間合金的儲運成本，提高了中間合金的市場競爭力。

　　【具體實施方式】

　　[0017] 實施例1 :稱取40公斤A00鋁錠，60公斤電解錳片；使用中頻爐將電解錳片加熱至 1300-1400°C使之完全熔化；然后將鋁錠加入到錳熔液中，待鋁錠完全熔化后，攪拌均勻，形 成均勻的鋁-錳熔液；然后使用單輥鑄造機鑄成1mm厚的板，再機械破碎成薄片，這就生產 出了約100公斤Al-60Mn中間合金。

　　[0018] 實施例2 :稱取50公斤A00鋁錠，50公斤電解錳片；使用中頻爐將電解錳片加熱至 1300-1400°C使之完全熔化；然后將鋁錠加入到錳熔液中，待鋁錠完全熔化后，攪拌均勻，形 成均勻的鋁-錳熔液；然后使用雙輥鑄造機鑄成1mm厚的板，再機械破碎成薄片，這就生產 出了約100公斤Al-50Mn中間合金。

　　【權利要求】

　　1. 一種高錳含量鋁-錳中間合金，其特征在于其鋁-錳中間合金的重量百分比成分為： 鋁30-60% ;錳元素含量為40-70%。

　　2. 根據權利要求1所述的一種高錳含量鋁-錳中間合金，其特征在于其鋁-錳中間合 金的重量百分比成分為：鋁40-50% ;錳元素含量為：50-60%。

　　3. -種高猛含量錯-猛中間合金的制備方法，其特征在于在中間合金生產過程中，將 中間合金做成薄片狀；具體生產過程為：首先按成分要求進行配料，即稱取一定量的金屬 鋁和金屬錳備用；然后將錳加熱到1250°C以上，使金屬錳完全熔化，再將金屬鋁加入到熔化 的金屬錳中；待金屬鋁完全熔化后，攪拌均勻，形成鋁-錳熔液；將鋁-錳熔液鑄造成薄板； 最后將鑄成的薄板通過機械破碎的方法破碎成小薄片。

　　【文檔編號】C22C1/03GK104195359SQ201410338330

　　【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月16日 優先權日:2014年7月16日

　　【發明者】劉玉林, 趙玉華, 張利, 張波, 王繼杰, 劉春忠 申請人:沈陽航空航天大學