專利名稱：抗磨塑料模具鋼及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明具體涉及一種為塑料模具鋼，并且還涉及抗磨塑料模具鋼的制備方法，屬于模具鋼技術領域。
背景技術：
我國過去無專用的塑料模具鋼，一般塑料模具用正火的45鋼和40Cr鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后制造，因而模具硬度低、耐磨性差，表面粗糙度值高，加工出來的塑料產(chǎn)品外觀質(zhì)量較差，而且模具使用壽命低；精密塑料模具及硬度高的塑料模具采用CrWM0、Crl2M0V等合金工具鋼制造，不僅機械加工性能差，而且難以加工復雜的型腔，更無法解決熱處理變形問題。由此， 國內(nèi)對專用塑料模具用鋼進行了研制，并獲得了一定的進展。我國已有了自己的專用模具鋼系列，目前已納入國家標準的有兩種，即3Cr2Mo和3Cr2MnNiMo，納入行業(yè)標準的已有20 多種，已在生產(chǎn)中推廣應用十多種新型塑料模具鋼，初步形成了我國塑料模具用鋼體系。為了提高塑料模具鋼的性能，中國發(fā)明專利CN12M769A公開了一種微合金化貝氏體型塑料模具鋼的制造方法，其化學成分為(重量<%) C 0. 20 0. 30，SiO. 10 0. 60， Mnl. 7 2. 5，P0. 035 0. 08，SO. 01 0. 04，MoO. 20 0. 50，V0. 05 0. 20，B0. 0005
0.0050，CaO. 0005 0. 010，NO. 0050 0. 0080，Ti/N=3 4，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。該鋼通過對合金成分進行設計，加入少量合金元素并降低碳當量，使其具有較高淬透性，軋/鍛后不必調(diào)質(zhì)熱處理，只進行空冷即可使大截面模塊整個截面獲得粒狀貝氏體組織及較好的機械、切削性能。中國發(fā)明專利CN101161850A還公開了一種銅時效硬化貝氏體大截面塑料模具鋼及其制造工藝，其化學成分如下(重量％ ) :C0. 08 0. 18，SiO. 15 0. 50，Mnl. 2 2. 0， V0. 05 0. 20,Crl. 2 1. 9,MoO. 15 0. 50,P ^ 0. 02, S ^ 0. OLNil. 2 2. 0，Cu 0. 50
1.0,N ^ 0. 01，TiO. 005 0. 025，CaO 0. 0050，Α10. 01 0. 04，其余為 Fe 和不可避免的
雜質(zhì)。該發(fā)明制造工藝為在熱加工工藝后直接空冷，再施以450 600°C回火。該發(fā)明硬度可達HRC37 43，在獲得高硬度、高拋光性塑料模具的同時降低了氧化鋁夾雜及合金元素含量，并且降低了制造成本。中國發(fā)明專利CN86103713A還公開了一種在預硬狀態(tài)下(HRC30 45)可順利進行各種切削加工并具有較高韌性的硫鈣復合系塑料模具鋼，采用電弧爐冶煉，噴射冶金加鈣工藝。工藝簡單，質(zhì)量好，成本低?？捎米龃?、中、小形及腔形復雜的塑料模具。這種模具鋼的基本成分為s 0. 04 0. 20%, Ca 0. 002 0. 02%, C 0. 30 0. 65%、NiO. 30 2. 00% 及適量的Mn、Cr、Mo、V、Si、余量為Fe。中國發(fā)明專利CN1563437A還公開了一種塑料模具鋼的貝氏體淬火方法，該發(fā)明對中碳、鉻、鎳、錳、鉬預硬型塑料模具鋼工件，在奧氏體化后進行空冷或相當于空冷冷卻速度的氮氣氛中進行冷卻，工件表面和心部均在400°C先后發(fā)生轉(zhuǎn)變獲得貝氏體組織，并獲得在40士 IHRC范圍內(nèi)的硬度。該發(fā)明方法可延長塑料模具的使用壽命，處理模具的組織和硬度比目前現(xiàn)行預硬處理的更為均勻，從而能提高模具的拋光性能，經(jīng)過該發(fā)明處理后仍保持型腔的精度和光潔度等。中國發(fā)明專利CN1727512A還公開了一種貝氏體大截面塑料模具鋼及其制造方法，其化學成分如下(重量％) C 0. 05 0. 19，Si 0.10 0.60，Mn 1. 0 1. 65，V 0.04 0.20，Cr 1.0 1.70，Mo 0. 15 0. 50，彡 0. 02P，彡 0. 01S，Ni 0 0.50，N 彡 0.01， Ti 0. 005 0. 025，Ca 0 0. 0050，Al 0. 01 0. 04，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。該
發(fā)明方法為按上述成分轉(zhuǎn)爐冶煉、LF+RH精煉模具鋼；模鑄或者連鑄后熱加工；熱加工終軋 (鍛)溫度850°C以上，然后直接冷卻，冷卻速度不高于1°C /s。再施以不高于600°C回火， 消除應力，避免鋸切開裂，并保證回火前后硬度不變化，使厚度達500mm的大截面板坯獲得均勻的粒狀貝氏體組織，芯部無偏析導致的馬氏體組織形成，硬度水平達到HRC^S 33。中國發(fā)明專利CN101736139A還公開了一種用于塑料制品制造的大型預硬型模具鋼模塊組織控制方法。該發(fā)明針對多種中碳鉻錳鉬或含有少量銅、鎳、鋁、硼等元素制成的大型預硬型塑料模具鋼，在其鋼錠鍛造成模塊后根據(jù)鋼材的相變特性進行控制冷卻，然后在低溫爐中保溫，使模塊中的奧氏體發(fā)生充分轉(zhuǎn)變；將模塊以適當速度再次加熱完全奧氏體化后進行控制冷卻；當模塊表面降至350 200°C后緩冷，從而獲得貝氏體或者貝氏體加馬氏體的混合組織，晶粒大小5 8級。最后在300 600°C溫度范圍內(nèi)進行回火，調(diào)整硬度至28 38HRC范圍內(nèi)，截面硬度差小于士2HRC。中國發(fā)明專利CN101760701A還公開了一種合金塑料模具鋼板，由以下重量百分含量的化學成分組成c 0. 30-0. 50%, Si 0. 20-0. 50%, Mn 0. 80-1. 80%, P ^ 0. 02%, S ^ 0. 01%, Mo 0. 10-0. 50%, B 0. 001-0. 003%, Cr 1. 40-2. 00%, Ti 0. 015-0. 04%, V
0.01-0. 04%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。該發(fā)明方法主要包括電爐冶煉，加熱軋制，回火及硬度檢驗。該發(fā)明方法生產(chǎn)的鋼板具有良好的強韌性匹配，同時又不降低厚板的焊接性能；并且具有優(yōu)良的加工性能、拋光性、耐腐蝕及耐磨性，目前主要用于尺寸較大和形狀復雜、精度要求較高的模具上。中國發(fā)明專利CN101368225還公開了一種加硫易切削塑料模具鋼的冶煉方法，原料經(jīng)電爐冶煉后送入精煉過程，精煉過程控制鋼液中硫含量為0. 005%以下，扒渣調(diào)整鋼液中鋼渣所占的重量百分比為0. 8 1. 2% ；然后送入真空爐，向鋼液中喂入鋁線，喂入的鋁線重量為鋼液重量的0. 08 0. 10%，再加入鋼渣，調(diào)整鋼液中鋼渣所占的重量百分比為
1.5 2%，然后在60 7(Pa的壓力下保持15 30分鐘，然后解除真空，喂入硫鐵線，再加入硅鈣塊，完成冶煉。該發(fā)明能夠使鋼水中的夾雜物得到最大量的去除，鋼液的純凈度大幅度提高，該發(fā)明冶煉后的鋼液經(jīng)澆注得加硫易切削塑料模具鋼，經(jīng)檢測，該模具鋼的探傷級別符合要求，各項性能進一步提高。中國發(fā)明專利CN101912935A還公開了一種可以使得模具鋼錠坯內(nèi)部不會過燒、 并且溫度分布均勻、不會出現(xiàn)粗晶現(xiàn)象的基于P20+Ni模具鋼鍛造鍛件的加熱方法，其步驟為首先將P20+Ni模具鋼錠坯以100 120度/小時的速度加熱至550 560度，然后保溫2 3小時；然后以100 120度/小時的速度加熱至850 860度之后，保溫3 5小時；最后以60 80度/小時的速度加熱至1230 1250度之后，保溫10 16小時之后，加熱結(jié)束，進入后續(xù)的鍛造階段。該發(fā)明通過分段加熱和保溫、并且控制升溫速度的方法，保證了模具鋼錠坯內(nèi)部不會過燒，并且溫度分布均勻、不會出現(xiàn)粗晶現(xiàn)象，有效地防止了在后續(xù)的鍛打過程中出現(xiàn)龜裂等常見問題，從而保證了鍛打的質(zhì)量。中國發(fā)明專利CN101352724還公開了一種含硼非調(diào)質(zhì)塑料模具鋼的制造方法。工藝為將連鑄坯均熱，溫度為1150 12500C ；控制熱軋溫度，精軋開軋溫度在900 950°C，終軋溫度在840 880°C ；鋼板熱軋后控冷，冷卻速度控制在1 5°C /s ；在軋制后需要進行回火處理。采用控制軋制和控制冷卻方法獲得20-80mm的貝氏體組織鋼板，軋后進行去應力回火，鋼板綜合性能達到預硬型P20 的工藝要求。鋼板的屈服強度彡650MPa，抗拉強度彡900MPa，橫截面硬度在280-330HV，拋光性均達到P20預硬型鋼板的要求。但是，上述專利申請方案由于鋼中含有諸如鉬、鎳和/或釩等貴金屬元素，因此成本較高，有失鋼的廉價性，例如前述的CN12M769A和CN101760701A均含有鉬和釩，而 CN101161850A、CN86103713A和CN1727512A均含有鉬、釩和鎳。上述塑料模具鋼還存在制備工藝復雜、制造周期長和能耗高等不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對塑料模具鋼及其制備中存在的問題，提供的抗磨塑料模具鋼及其制備方法是在中碳鋼中，提高硅含量，并且加入改善淬透性的銅元素和加入提高回火穩(wěn)定性的鉻元素，并加入細化和凈化組織的鑭、鈰、鋁和氮等元素，由于硅有明顯降低淬透性作用，鑄態(tài)組織是珠光體和鐵素體，硬度低、加工性能好。經(jīng)等溫淬火后可獲得貝氏體加奧氏體復相組織。高溫回火后，奧氏體可轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，得到回火貝氏體加回火馬氏體組織，具有優(yōu)異的強韌性和良好的耐磨性，制備工藝簡單，制造周期短和有助于降低能耗。本發(fā)明的目的通過以下措施來達到
一種抗磨塑料模具鋼，其化學元素的重量％為0. 35 0. 45%的C，1. 60 1. 75% 的 Si, 0. 3 0. 5% 的 Cr, 0. 4 0. 7% 的 Cu, 0. 5 0. 7% 的 Mn, 0. 008 0. 025% 的 N, 0.02 0.06% 的 Al, 0. 03 0. 07% 的 Lei, 0. 03 0. 07% 的 Ce, 0. 07% ^ La+Ce ^ 0. 13%, <0.030% 的 S, <0. 0；35% 的 P,余量為 Fe。本發(fā)明所述的抗磨塑料模具鋼，其化學元素的重量％為0.36%的C，1.6 的Si， 0. 49% 的 Cr, 0. 68% 的 Cu, 0. 52% 的 Mn, 0. 009% 的 N, 0. 02% 的 Al, 0. 07% 的 Lei, 0. 04% 的Ce, 0.017%的S和0.0 %的P,余量為Fe。本發(fā)明所述的抗磨塑料模具鋼，其化學元素的重量％為0. 45%的C，1.71%的Si， 0. 28% 的 Cr, 0. 43% 的 Cu, 0. 69% 的 Mn, 0. 023% 的 N, 0. 06% 的 Al, 0. 03% 的 Lei, 0. 06% 的Ce，0.018%的S和0.0 %的P,余量為Fe。本發(fā)明所述的抗磨塑料模具鋼，其化學元素的重量％為0.4 的C，1.75%的Si， 0.33% 的 Cr, 0.50% 的 Cu, 0. 62% 的 Mn, 0. 018% 的 N, 0. 05% 的 Al, 0. 05% 的 Lei, 0. 05% 的Ce, 0.012%的S和0.030%的P,余量為Fe。本發(fā)明的另一目的通過以下措施來達到
一種抗磨塑料模具鋼的制備方法，采用感應電爐熔煉，包括以下步驟
①將普通廢鋼、生鐵、鉻鐵和銅板混合加熱熔化，鋼水熔清后加入錳鐵和硅鐵；
②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1580 1620°C，加入占鋼水質(zhì)量0.18% 0. 25%的鋁脫氧和合金化，而后出爐；
③將鑭、鈰混合稀土合金和含氮錳鐵破碎至粒度為6 IOmm的小塊，經(jīng)150 180°C烘干后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進行復合變質(zhì)處理；④用普通鑄造方法成形，鋼水澆注溫度1460 1480°C，得到鑄件，鑄件后處理后得到抗磨塑料模具鋼。在本發(fā)明的一個具體的實施例中，步驟④中所述的鑄件后處理是將鑄件經(jīng)粗加工后，隨爐加熱至650 70(TC，保溫2 3h后，繼續(xù)加熱至950 980°C，保溫1. 0 1. 5h 后，直接在溫度為320 360°C的等溫鹽浴爐中等溫淬火，保溫時間1 2h，隨后空冷至溫度低于200°C后，繼續(xù)入爐加熱至530 550°C，保溫3 釙后，出爐風冷至溫度低于150°C 后，重新入爐加熱至200 220°C，保溫6 他后，爐冷至溫度低于120°C后，出爐空冷至室溫，最后精加工至規(guī)定尺寸和精度。本發(fā)明提供的技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點
1)本發(fā)明塑料模具鋼中不含鉬、鎳、釩等昂貴合金元素，具有較低的生產(chǎn)成本；
2)本發(fā)明塑料模具鋼鑄態(tài)組織是珠光體和鐵素體，硬度低于30HRC，不用軟化退火可以直接進行粗加工，且加工性能良好；
3)本發(fā)明塑料模具鋼經(jīng)等溫淬火和兩次回火處理后，具有優(yōu)異的機械性能，其中硬度達到42 45HRC，抗拉強度達到1450 1520MPa，沖擊韌性達到135 145J/cm2，斷裂韌性達到 110 125Mpa. m1/2 ；
4)本發(fā)明塑料模具鋼在鑄態(tài)和熱處理后可以直接使用，不需要進行鍛造加工，可縮短生產(chǎn)周期，提高材料利用效率；
5)本發(fā)明塑料模具鋼具有很好的使用效果，與常用的P20鍛造塑料模具鋼相比，相同條件下的使用壽命延長30 36%，且成本降低15 20%。
具體實施例方式合金材質(zhì)的性能是由金相組織決定的，而一定的組織取決于化學成分及熱處理工藝，本發(fā)明化學成分是這樣確定的
碳碳是塑料模具鋼中的主要元素，其主要作用是提高淬硬性和淬透性，含碳量過低， 淬火組織的硬度低，耐磨性差，含量過高，脆性大，合適的含碳量為0. 35 0. 45%。硅硅是鋼中最廉價元素之一。一般條件下，硅超過一定數(shù)量后，對鋼的力學性能特別是韌性會產(chǎn)生有害的影響，因此，硅元素在普通低合金鋼中的加入量被嚴格限制在較低的范圍內(nèi)。但是，利用硅在等溫轉(zhuǎn)變過程中強烈抑制碳化物析出的特點進行等溫淬火，可以得到由無碳化物貝氏體和被碳、硅穩(wěn)定化了的奧氏體組成的奧-貝雙相組織，具有優(yōu)異的性能。硅是塑料模具鋼中的主要合金元素，硅的加入改變了材料相變的熱力學和動力學條件，阻礙碳化物生成。因為滲碳體的形成要靠碳原子的擴散和硅原子的位移，在等溫溫度范圍內(nèi)，間隙原子碳的擴散較為容易，而置換原子硅的擴散則很困難。硅一方面是形成封閉相區(qū)的元素，另一方面又是非碳化物形成元素，且在碳化物中的溶解度遠低于其在鐵素體中的溶解度。這樣，塑料模具鋼中的硅含量較高時，在貝氏體前沿由擴散控制的排硅過程就成為滲碳體析出的制約因子，因此，使奧-貝組織轉(zhuǎn)變初期僅由貝氏體鐵素體和富碳的未轉(zhuǎn)變奧氏體組成。硅含量較低時，不能得到貝氏體組織，硅含量較高時，淬透性差，易出現(xiàn)低硬度的珠光體和鐵素體組織，合適的含硅量為1. 60 1. 75%。鉻、銅和錳在塑料模具鋼中，加入銅和錳元素的主要目的是為了改善淬透性，錳含量過高，易出現(xiàn)熱裂，銅含量過高，會增加生產(chǎn)成本。加入鉻元素的主要目的是為了提高回火穩(wěn)定性。合適的鉻加入量為0. 3 0. 5%，合適的銅加入量為0. 4 0. 7%，合適的錳加入量為0. 5 0. 7%ο鋁和氮鋁和氮可以在鋼水凝固前形成細小均勻分布的高熔點AlN顆粒，起鋼水外來凝固核心的作用，促進塑料模具鋼凝固組織的明顯細化，還可減輕元素偏析，提高塑料模具鋼的力學性能。加入量過多，AlN顆粒粗大，反而損害塑料模具鋼的性能，合適的鋁加入量為0. 03 0. 07%，合適的氮加入量為0. 008 0. 025%。鑭和鈰鑭、鈰稀土加入鋼中，主要起以下作用1)凈化鋼液。稀土具有脫氧脫硫作用，減少并細化鋼中的夾雜物。2)變質(zhì)夾雜。稀土加入鋼中生成球狀稀土氧化物或硫化物，取代長條狀硫化錳夾雜，使硫化物形態(tài)得到完全控制，提高鋼的韌塑性特別是橫向沖擊韌性，改善鋼材的各向異性。稀土使高硬度氧化鋁夾雜轉(zhuǎn)變成球狀硫氧化物，顯著地提高鋼的抗疲勞性能。3)微合金化。稀土在鋼中有一定的固溶量，它在晶界的偏聚能抑制磷、硫及低熔點雜質(zhì)鉛、錫、砷、銻、鉍在晶界的偏析或與這些雜質(zhì)形成熔點較高的化合物，消除低熔點雜質(zhì)的有害作用；稀土凈化和強化晶界，阻礙晶間裂紋的形成和擴展，有利于改善鋼的塑性尤其是高溫塑形；稀土還能促進等溫轉(zhuǎn)變貝氏體組織的形成。稀土加入量過多，鋼中易出現(xiàn)稀土夾雜物，反而損害塑料模具鋼的性能。合適的鑭加入量為0. 03 0. 07%，合適的鈰加入量為 0. 03 0. 07%,且 0. 07% 彡 La+Ce 彡 0. 13%。硫和磷硫、磷是有害元素，為了保證塑料模具鋼的性能，將其進行限制，其中硫含量低于0. 030%，磷含量低于0. 035%。塑料模具鋼的性能還與熱處理工藝有關，本發(fā)明熱處理工藝是這樣確定的。本發(fā)明塑料模具鋼鑄態(tài)硬度低，加工性能好，可以直接進行粗加工。塑料模具鋼鑄件經(jīng)粗加工后，先隨爐加熱至650 700°C，保溫2 3h，使模具鋼內(nèi)溫度充分均勻，然后繼續(xù)加熱至950 980°C，保溫1. 0 1. 5h，使模具鋼全部實現(xiàn)奧氏體化。然后直接在溫度為 320 360°C的等溫鹽浴爐中等溫淬火，保溫時間1 2h，使高溫奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)闊o碳化物貝氏體和富碳殘留奧氏體組織。高溫奧氏體全部發(fā)生組織轉(zhuǎn)變后空冷至溫度低于200°C后，繼續(xù)入爐加熱至530 550°C，保溫3 證后出爐風冷，使等溫淬火組織中的奧氏體分解為馬氏體。最后重新入爐加熱至200 220°C，保溫6 他后，以穩(wěn)定組織和消除應力，防止模具鋼使用中出現(xiàn)變形和開裂。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳述 實施例1
采用5000公斤中頻感應電爐熔煉塑料模具鋼，具體的步驟是
①將普通廢鋼、生鐵、鉻鐵和銅板混合加熱熔化，鋼水熔清后加入錳鐵和硅鐵；
②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1584°C，加入占鋼水質(zhì)量0.18%的鋁脫氧和合金化，而后出爐；
③將鑭、鈰混合稀土合金和含氮錳鐵破碎至粒度為6 IOmm的小塊，經(jīng)180°C烘干后， 置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進行復合變質(zhì)處理；
④用普通鑄造方法成形，鋼水澆注溫度1464°C，得到塑料模具鋼鑄件；
⑤塑料模具鋼鑄件經(jīng)粗加工后，隨爐加熱至650°C，保溫池后，繼續(xù)加熱至980°C，保溫 1. Oh后，直接在溫度為320°C的等溫鹽浴爐中等溫淬火，保溫時間2h，隨后空冷至溫度低于 200°C后，繼續(xù)入爐加熱至550°C，保溫池后，出爐風冷至溫度低于150°C后，重新入爐加熱至20(TC，保溫他后，爐冷至溫度低于120°C后，出爐空冷至室溫，最后精加工至規(guī)定尺寸和精度。塑料模具鋼成分見表1，塑料模具鋼力學性能見表2。實施例2
采用5000公斤中頻感應電爐熔煉塑料模具鋼，具體的步驟是
①將普通廢鋼、生鐵、鉻鐵和銅板混合加熱熔化，鋼水熔清后加入錳鐵和硅鐵；
②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1619°C，加入占鋼水質(zhì)量0.25%的鋁脫氧和合金化，而后出爐；
③將鑭、鈰混合稀土合金和含氮錳鐵破碎至粒度為6 IOmm的小塊，經(jīng)150°C烘干后， 置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進行復合變質(zhì)處理；
④用普通鑄造方法成形，鋼水澆注溫度1475°C，得到塑料模具鋼鑄件；
⑤塑料模具鋼鑄件經(jīng)粗加工后，隨爐加熱至700°C，保溫池后，繼續(xù)加熱至950°C，保溫 1. 5h后，直接在溫度為360°C的等溫鹽浴爐中等溫淬火，保溫時間2h，隨后空冷至溫度低于 200°C后，繼續(xù)入爐加熱至530°C，保溫證后，出爐風冷至溫度低于150°C后，重新入爐加熱至220°C，保溫他后，爐冷至溫度低于120°C后，出爐空冷至室溫，最后精加工至規(guī)定尺寸和精度。塑料模具鋼成分見表1，塑料模具鋼力學性能見表2。實施例3:
采用1500公斤中頻感應電爐熔煉塑料模具鋼，具體的步驟是
①將普通廢鋼、生鐵、鉻鐵和銅板混合加熱熔化，鋼水熔清后加入錳鐵和硅鐵；
②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1598°C，加入占鋼水質(zhì)量0.21%的鋁脫氧和合金化，而后出爐；
③將鑭、鈰混合稀土合金和含氮錳鐵破碎至粒度為6 IOmm的小塊，經(jīng)160°C烘干后， 置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進行復合變質(zhì)處理；
④用普通鑄造方法成形，鋼水澆注溫度1470°C，得到塑料模具鋼鑄件；
⑤塑料模具鋼鑄件經(jīng)粗加工后，隨爐加熱至680°C，保溫池后，繼續(xù)加熱至970°C，保溫 1. 2h后，直接在溫度為340°C的等溫鹽浴爐中等溫淬火，保溫時間1. 5h，隨后空冷至溫度低于200°C后，繼續(xù)入爐加熱至540 V，保溫4h后，出爐風冷至溫度低于150°C后，重新入爐加熱至210°C，保溫后，爐冷至溫度低于120°C后，出爐空冷至室溫，最后精加工至規(guī)定尺寸和精度。塑料模具鋼成分見表1，塑料模具鋼力學性能見表2。表1為本發(fā)明的實施例1至3的塑料模具鋼的化學元素的重量％
權(quán)利要求
1.一種抗磨塑料模具鋼，其特征在于其化學元素的重量％為0.35 0.45%的 C, 1. 60 1. 75% 的 Si, 0. 3 0. 5% 的 Cr, 0. 4 0. 7% 的 Cu, 0. 5 0. 7% 的 Mn, 0. 008 0. 025% 的 N, 0. 02 0. 06% 的 Al, 0. 03 0. 07% 的 Lei, 0. 03 0. 07% 的 Ce, 0. 07% ( La+Ce ( 0. 13%, <0. 030% 的 S, <0. 035% 的 P,余量為 Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗磨塑料模具鋼，其特征在于其化學元素的重量％為0.36% 的 C, 1. 62% 的 Si, 0. 49% 的 Cr, 0. 68% 的 Cu, 0. 52% 的 Mn, 0. 009% 的 N, 0. 02% 的 Al, 0. 07% 的 La, 0. 04% 的 Ce, 0. 017% 的 S 和 0. 029% 的 P,余量為 Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗磨塑料模具鋼，其特征在于所述的抗磨塑料模具鋼，其化學元素的重量 ％ 為0. 45% 的 C, 1. 71% 的 Si, 0. 28% 的 Cr, 0. 43% 的 Cu, 0. 69% 的 Mn, 0. 023% 的 N, 0. 06% 的 Al, 0. 03% 的 Lei, 0. 06% 的 Ce, 0. 018% 的 S 和 0. 026% 的 P,余量為Fe。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗磨塑料模具鋼，其特征在于所述的抗磨塑料模具鋼，其化學元素的重量 ％ 為0. 42% 的 C, 1. 75% 的 Si, 0. 33% 的 Cr, 0. 50% 的 Cu, 0. 62% 的 Mn, 0.018% 的 N, 0.05% 的 Al, 0. 05% 的 Lei, 0. 05% 的 Ce, 0. 012% 的 S 和 0. 030% 的 P,余量為Fe。
5.一種如權(quán)利要求1所述的抗磨塑料模具鋼的制備方法，采用感應電爐熔煉，其特征在于包括以下步驟①將普通廢鋼、生鐵、鉻鐵和銅板混合加熱熔化，鋼水熔清后加入錳鐵和硅鐵；②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1580 1620°C，加入占鋼水質(zhì)量0.18% 0. 25% 的鋁脫氧和合金化，而后出爐；③將鑭、鈰混合稀土合金和含氮錳鐵破碎至粒度為6 IOmm的小塊，經(jīng)150 180°C 烘干后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進行復合變質(zhì)處理；④用普通鑄造方法成形，鋼水澆注溫度1460 1480°C，得到塑料模具鋼鑄件；⑤塑料模具鋼鑄件經(jīng)粗加工后，隨爐加熱至650 700°C，保溫2 池后，繼續(xù)加熱至 950 980°C，保溫1. 0 1. 5h后，直接在溫度為320 360°C的等溫鹽浴爐中等溫淬火，保溫時間1 2h，隨后空冷至溫度低于200°C后，繼續(xù)入爐加熱至530 550°C，保溫3 5h 后，出爐風冷至溫度低于150°C后，重新入爐加熱至200 220°C，保溫6 他后，爐冷至溫度低于120°C后，出爐空冷至室溫，最后精加工至規(guī)定尺寸和精度，得到抗磨塑料模具鋼產(chǎn)PΡΠ O
全文摘要
一種抗磨塑料模具鋼及其制備方法，屬于模具鋼技術領域。其化學元素的重量%為0.35～0.45%的C,1.60～1.75%的Si,0.3～0.5%的Cr,0.4～0.7%的Cu,0.5～0.7%的Mn,0.008～0.025%的N,0.02～0.06%的Al,0.03～0.07%的La,0.03～0.07%的Ce,0.07%≤La+Ce≤0.13%,<0.030%的S,<0.035%的P,余量為Fe。優(yōu)點具有較低的生產(chǎn)成本；不用軟化退火可以直接進行粗加工，且加工性能良好；具有優(yōu)異的機械性能;可縮短生產(chǎn)周期，提高材料利用效率；具有很好的使用效果，與常用的P20鍛造塑料模具鋼相比，相同條件下的使用壽命延長，且成本降低。
文檔編號B29C33/38GK102230130SQ20111017896
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者浦嫣花, 浦建明, 符寒光 申請人:江蘇環(huán)立板帶軋輥有限公司