一種塑料模具鋼以及塑料成型用模具的制作方法

　　【技術(shù)領(lǐng)域】

　　[0001]本發(fā)明涉及一種模具鋼，特別是一種塑料模具鋼以及塑料成型用模具。

　　【背景技術(shù)】

　　[0002]隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴大，包括汽車零部件，光學(xué)儀器零部件，家用電器外殼，PVC日用塑料制品等等，塑料產(chǎn)品的用量也正在上升。這些塑料制品通過塑料成型用模具模制而成，從而使塑料成型用模具的使用量也越來越大。

　　[0003]目前塑料成型用模具大都本身由不具有防腐蝕性或者防腐蝕性能較差的模具鋼制成，在長期使用后，經(jīng)常由于模具的使用、存放環(huán)境以及加工材料等原因，造成模具銹蝕，冷卻水道等部件銹合，為了保證模具的耐腐蝕性、熱傳導(dǎo)性等，需要對型腔表面涂上保護層以提高模具的耐腐蝕性，然后涂上保護層后需要反復(fù)拋光，重新鉆削冷卻水道等維護，而且使用的保護層大多數(shù)本身含有氯基，可能會破壞模具表面的鈍化膜導(dǎo)致點蝕，在拋光后需要對模具進行徹底的清潔和干燥，從而導(dǎo)致模具的維護成本較高，從而大大提高了塑料制品的生產(chǎn)成本。

　　【發(fā)明內(nèi)容】

　　[0004]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的第一目的是提供一種具有優(yōu)良的耐腐蝕性能的塑料模具鋼。

　　[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的一種塑料模具鋼，具有以下的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比:

　　[0006]C 0.38%, Si 0.9%, Mn 0.5%, Cr 13.6%, V 0.3%, S^0.003%, P 彡 0.02%,

　　Fe余量。

　　[0007]其中，C是提高鋼的硬度和強度最為有效的元素，固溶強化作用顯著，是保證模具鋼硬度必不可少的元素。C是形成鉻碳化物等各種碳化物的不可缺少的基本元素，C含量過高會造成鋼中碳化物數(shù)量的增多及偏聚，降低韌性及耐腐蝕性能，C含量過低不能滿足模具鋼的高硬度要求。本發(fā)明控制C含量在0.38%。

　　[0008]鋼中含有少量的Si有較好的脫氧作用，但Si含量過高則降低鋼的焊接和切削加工性能。本發(fā)明控制Si含量在0.9%。

　　[0009]鋼中Mn含量過高，有導(dǎo)致晶粒粗化的現(xiàn)象，同時增加鋼的回火脆性。本發(fā)明控制Mn含量在0.5%o

　　[0010]Cr是具有鈍化傾向的元素，Cr的重要作用是顯著提高鋼的耐腐蝕性能，鋼中Cr含量達到12%時才具有顯著的耐腐蝕性能。Cr也是強烈推遲珠光體轉(zhuǎn)變的合金元素，有利于淬透性的提高；Cr是縮小γ相區(qū)的元素，Cr含量過高將得到鐵素體組織，導(dǎo)致強度降低，耐腐蝕性能變差，因此Cr含量不宜過高。本發(fā)明控制Cr含量在13.6%。

　　[0011]V可以增強鋼的抗磨損能力和延展性。本發(fā)明控制V含量在0.3%。

　　[0012]P元素在鋼中易在晶界處偏聚，導(dǎo)致鋼的脆性增加，故鋼中的P含量應(yīng)盡可能低，本發(fā)明控制PS 0.02%。

　　[0013]S元素在鋼中以硫化物的形式存在，降低鋼的橫向延展及韌性性能，故鋼中的S含量應(yīng)盡可能低，本發(fā)明控制S < 0.003%。

　　[0014]該塑料模具鋼的制備步驟如下:

　　[0015](I)、按照上述塑料模具鋼的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比進行配料，然后在真空感應(yīng)爐熔煉澆注成電極棒；

　　[0016](2)、將上述熔煉澆注所制電極棒作為電渣重熔過程中的自耗電極，控制凝固最終形成尚品質(zhì)的均勾鋼徒；

　　[0017](3)、重熔后的鋼錠被乳制或鍛壓成塊料或棒料；

　　[0018](4)、對塊料或棒料進行熱處理得到模具鋼；其中熱處理過程中包括依次進行的軟化退火、去應(yīng)力退火、淬火以及二次回火。

　　[0019]其中軟化退火的工藝流程為:在保護狀態(tài)下，加熱至890°C均溫后，于爐中每小時20°C的速度冷卻至850°C，再以每小時10°C的速度冷卻至700°C，再置于空氣中冷卻。

　　[0020]其中去應(yīng)力退火的工藝流程為:在爐中加熱到650°C均溫2小時后，緩慢冷卻至500 0C，然后再置于空氣中冷卻。

　　[0021 ] 其中淬火的預(yù)熱溫度為600-850 V，加熱溫度為1020-1050 °C，優(yōu)選溫度為1020-1030°C，采用油冷卻或者空氣冷卻或者鹽浴冷卻，淬火時間為30分鐘。

　　[0022]經(jīng)淬火后，塊料或棒料冷卻至50_70°C時，馬上進行回火。第一次回火溫度為2500C，然后空氣冷卻至室溫，再進行第二次回火，第二次回火溫度為250°C，然后空氣冷卻至室溫，每次回火的時間為2小時。

　　[0023]本發(fā)明得到的塑料模具鋼的硬度為50HRC，抗拉強度為1780MPa，在低溫回火后具有良好的耐腐蝕性，優(yōu)異的拋光性，優(yōu)良的耐磨性，良好的機加工性能，熱尺寸穩(wěn)定性。

　　[0024]本發(fā)明的另一目的在于提供一種塑料成型用模具，該塑料成型用模具通過采用上述塑料模具鋼作為原料制成。

　　[0025]本發(fā)明得到的一種塑料模具鋼以及塑料成型用模具，其技術(shù)效果是:該塑料模具鋼具有良好的耐腐蝕性，采用該塑料模具鋼制成的塑料成型用模具，經(jīng)過長期使用后，型腔表面仍然維持原始狀態(tài)，冷卻水水道等部件很少受到腐蝕的影響，熱傳導(dǎo)性、冷卻效率保持穩(wěn)定，無需使用保護層，降低了模具的生產(chǎn)成本與維護成本，從而降低了塑料制品的生產(chǎn)成本。

　　【具體實施方式】

　　[0026]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明。

　　[0027]本發(fā)明提供的一種塑料模具鋼，具有以下的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比:

　　[0028]C 0.38%, Si 0.9%, Mn 0.5%, Cr 13.6%, V 0.3%, S 彡 0.003%, P 彡 0.02%,

　　Fe余量。

　　[0029]該塑料模具鋼的制備步驟如下:

　　[0030](I)、按照上述塑料模具鋼的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比進行配料，然后在真空感應(yīng)爐熔煉澆注成電極棒；

　　[0031](2)、將上述熔煉澆注所制電極棒作為電渣重熔過程中的自耗電極，控制凝固最終形成尚品質(zhì)的均勾鋼徒；

　　[0032](3)、重熔后的鋼錠被乳制或鍛壓成塊料或棒料；

　　[0033](4)、對塊料或棒料進行熱處理得到模具鋼；其中熱處理過程中包括依次進行的軟化退火、去應(yīng)力退火、淬火以及二次回火。

　　[0034]其中軟化退火的工藝流程為:在保護狀態(tài)下，加熱至890°C均溫后，于爐中每小時20°C的速度冷卻至850°C，再以每小時10°C的速度冷卻至700°C，再置于空氣中冷卻。

　　[0035]其中去應(yīng)力退火的工藝流程為:在爐中加熱到650°C均溫2小時后，緩慢冷卻至500 0C，然后再置于空氣中冷卻。

　　[0036]其中淬火的預(yù)熱溫度為600-850 V，加熱溫度為1020-1050 °C，優(yōu)選溫度為1020-1030°C，采用油冷卻或者空氣冷卻或者鹽浴冷卻，淬火時間為30分鐘。

　　[0037]經(jīng)淬火后，塊料或棒料冷卻至50_70°C時，馬上進行回火。第一次回火溫度為2500C，然后空氣冷卻至室溫，再進行第二次回火，第二次回火溫度為250°C，然后空氣冷卻至室溫，每次回火的時間為2小時。

　　[0038]本實施例得到的塑料模具鋼的硬度為50HRC，抗拉強度為1780MPa，在低溫回火后具有良好的耐腐蝕性，優(yōu)異的拋光性，優(yōu)良的耐磨性，良好的機加工性能，熱尺寸穩(wěn)定性。

　　[0039]本發(fā)明還提供一種塑料成型用模具，該塑料成型用模具通過采用上述塑料模具鋼作為原料制成。

　　[0040]該塑料成型模具經(jīng)過長期使用后，型腔表面仍然維持原始狀態(tài)，在潮濕環(huán)境下存放或使用，不需要涂上保護層，也不需要反復(fù)拋光，而且模具中的冷卻水水道較少受腐蝕的影響，熱傳導(dǎo)性、冷卻效率在模具整個使用周期中均保持穩(wěn)定，確保模具始終如一的循環(huán)時間，大大降低了模具的生產(chǎn)成本與維護成本，并提高了模具的使用壽命，從而降低了塑料制品的生產(chǎn)成本。

　　【主權(quán)項】

　　1.一種塑料模具鋼，其特征在于該鋼具有以下的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比:C 0.38%, Si 0.9%, Mn 0.5%, Cr 13.6%, V 0.3%，S 彡 0.003%，P 彡 0.02%，F(xiàn)e 余量。2.—種塑料成型用模具，其是通過使用權(quán)利要求1所述的塑料模具鋼作為原料制成的。

　　【專利摘要】本發(fā)明公開了一種塑料模具鋼以及塑料成型用模具，該塑料模具鋼具有以下的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比：C0.38％，Si0.9％，Mn0.5％，Cr13.6％，V0.3％，S≤0.003％，P≤0.02％，F(xiàn)e余量。該塑料模具鋼具有良好的耐腐蝕性，采用該塑料模具鋼制成的塑料成型用模具，經(jīng)過長期使用后，型腔表面仍然維持原始狀態(tài)，冷卻水水道等部件很少受到腐蝕的影響，熱傳導(dǎo)性、冷卻效率保持穩(wěn)定，無需使用保護層，降低了模具的生產(chǎn)成本與維護成本，從而降低了塑料制品的生產(chǎn)成本。

　　【IPC分類】C21D1/18, C21D6/00, B29C33/38, C22C38/24, C21D1/30

　　【公開號】CN105177429

　　【申請?zhí)枴?/p>

　　【發(fā)明人】呂貴平, 鄒修群, 王志君, 劉長東, 趙會民, 霍文強

　　【申請人】寧波德科精密模塑有限公司, 浙江浙能催化劑技術(shù)有限公司

　　【公開日】2015年12月23日

　　【申請日】2015年10月20日