一種高延展性高致密度的預(yù)硬型塑料模具鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及塑料模具鋼產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種高延展性高致密度的預(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(duì)模具的需要量越來越大，對(duì)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(duì)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，提供一種高延展性高致密度的預(yù)硬型 塑料模具鋼及其制備方法。 陽〇化]本發(fā)明是通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 一種高延展性高致密度的預(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. 4-0. 5%、Si:0. 8-1. 4%、Ni:8. 0-10. 0 %、化：2. 0-3. 0%、Μη:5. 0-6. 0%、Co: 0. 5-0. 8%、Nd:0. 2-0. 4%、Er:0. 01-0. 02 %、P《0. 02 %，S《0. 01 %、復(fù)合變質(zhì)齊IJ: 0. 01-0. 02%，其余為化及不可避免的雜質(zhì)。
[0007] 所述的一種高延展性高致密度的預(yù)硬型塑料模具鋼，所述的復(fù)合變質(zhì)劑由W下重 量份的原料制成：納米稀上氧化物2-3、納米碳化鐵8-10、氧化石墨締1-1. 5、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± 氧化物、氧化石墨締，超聲攬拌處理40-50min，待其完全分散后加入納米碳化鐵，繼續(xù)超聲 攬拌混合1-化，攬拌結(jié)束后在350-40(TC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±氧化物-氧化石墨締復(fù)合包覆納米碳化鐵的復(fù)合變質(zhì)劑。
[0008] 所述的一種高延展性高致密度的預(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烙煉爐中，完全烙化后所得鋼 水經(jīng)精煉和真空脫氣處理后誘注成鋼錠，且在誘注過程中隨流加入復(fù)合變質(zhì)劑；
[0010] 似將所得的鋼錠在加熱爐中W100-120°cA的升溫速率加熱至1100-118(TC，保 溫3-4h后對(duì)鋼錠進(jìn)行鍛造，開鍛溫度為1050-1120°C，停鍛溫度為750-800°C，所得模塊出 爐后自然冷卻備用； W11] 做將步驟似所得模塊放入回火爐中，W60-80°CA的速率加熱至450-500°C， 保溫4-化后出爐，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)提高了Ni、 Μη、Zn、Co等元素的配比，同時(shí)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 的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高了合金材料的機(jī)械性能和加工性能，其強(qiáng)度高、初性佳，延展性好，抗 疲勞，加入的稀±氧化物-氧化石墨締包覆納米碳化鶴復(fù)合變質(zhì)劑細(xì)化了模具鋼的組織結(jié) 構(gòu)，組織更為致密，提高晶體間的界面相容性，增強(qiáng)增初效果顯著；該模具鋼制備方法簡(jiǎn)單 高效，制造周期短，經(jīng)久耐用，所得塑料件表面質(zhì)量高，極具生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)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. 4%、Si:0. 8%、Ni:8. 0%、Zn: 2. 0%、Mn:5. 0%、C〇 :0. 5%、Nd:0. 2%、Er:0. 01%、P《0. 02%，S《0. 01%、復(fù)合變質(zhì)劑： 0. 01 %，其余為化及不可避免的雜質(zhì)。
[0014] 其中復(fù)合變質(zhì)劑由W下重量份的原料制成：納米稀±氧化物2、納米碳化鐵8、氧 化石墨締1、無水乙醇適量、PEG-400 0. 1 ;其制備方法為：先將陽G-400溶解于無水乙醇中， 隨后投入納米稀±氧化物、氧化石墨締，超聲攬拌處理40min，待其完全分散后加入納米碳 化鐵，繼續(xù)超聲攬拌混合比，攬拌結(jié)束后在35(TC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±氧化物氧化石墨締復(fù)合包覆納米碳化鐵的復(fù)合變質(zhì)劑。
[0015] 該實(shí)施例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烙煉爐中，完全烙化后所得鋼 水經(jīng)精煉和真空脫氣處理后誘注成鋼錠，且在誘注過程中隨流加入復(fù)合變質(zhì)劑；
[0017] 似將所得的鋼錠在加熱爐中W100°CA的升溫速率加熱至1100。保溫化后對(duì) 鋼錠進(jìn)行鍛造，開鍛溫度為1050°c，停鍛溫度為750°C，所得模塊出爐后自然冷卻備用；
[00化]做將步驟似所得模塊放入回火爐中，W60°CA的速率加熱至450。保溫地 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(cè)結(jié)果如下：
[0020]
[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(zhǎng)2. 2倍，其表面致密無裂紋，拋光后表面粗糖度Ra< 0. 10μm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高延展性高致密度的預(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?jǐn)?shù)為：c:0.4-0. 5%、Si:0.8-1. 4%、Ni:8.0-10. 0%、Zn:2.0-3. 0%、Mn:5.0-6. 0%、 Co:0· 5-0. 8%、Nd:0· 2-0. 4%、Er:0· 01-0. 02%、Ρ彡 0· 02%，S彡 0· 01%、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所述的一種高延展性高致密度的預(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、納米碳化鈦8-10、氧化石 墨烯1-1. 5、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、氧化石墨烯，超聲攪拌處理40-50min，待其完全分散后加 入納米碳化鈦，繼續(xù)超聲攪拌混合l_2h，攪拌結(jié)束后在350-400°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-氧化石墨烯復(fù)合包覆納米碳化鈦的復(fù)合變質(zhì) 劑。3. 如權(quán)利要求1所述的一種高延展性高致密度的預(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1100-1180°C，保溫 3-4h后對(duì)鋼錠進(jìn)行鍛造，開鍛溫度為1050-1120°C，停鍛溫度為750-800°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450-500°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)明公開了一種高延展性高致密度的預(yù)硬型塑料模具鋼及其制備方法，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)提高了Ni、Mn、Zn、Co等元素的配比，同時(shí)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)性能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高了合金材料的機(jī)械性能和加工性能，其強(qiáng)度高、韌性佳，延展性好，抗疲勞，加入的稀土氧化物-氧化石墨烯包覆納米碳化鎢復(fù)合變質(zhì)劑細(xì)化了模具鋼的組織結(jié)構(gòu)，組織更為致密，提高晶體間的界面相容性，增強(qiáng)增韌效果顯著；該模具鋼制備方法簡(jiǎn)單高效，制造周期短，經(jīng)久耐用，所得塑料件表面質(zhì)量高，極具生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類】C22C38/10, C22C33/04
【公開號(hào)】CN105256228
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510681005
【發(fā)明人】張慶
【申請(qǐng)人】蕪湖市寶藝游樂科技設(shè)備有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月15日