一種高耐磨預(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，尤其涉及一種高耐磨預(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(guó)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，提供一種高耐磨預(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] -種高耐磨預(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. 5%、Si:0. 1-0. 3%、Μη:1-1· 5%、Μ〇:0· 1-0. 2%、Sr :0· 1-0. 2%、Α1:0· 03-0. 04%、 Ti:l. 2-1. 5%、Cr:0. 04-0. 05%、Ρ 彡 0· 03%、S 彡 0· 03%、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] 所述的一種高耐磨預(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-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鎢，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。
[0008] 所述的一種高耐磨預(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80-100°C /h的升溫速率加熱至1250-1300°C，保 溫2-3h后對(duì)鋼錠進(jìn)行鍛造，開鍛溫度為1180-1200°C，停鍛溫度為900-950°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550-600°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加大了 Mn、Ti以 及Mo、Sr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 及加工性能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改善了合金的耐磨耐蝕性，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)劑進(jìn)一步改善了模具鋼的組織結(jié)構(gòu)，增強(qiáng) 增韌效果顯著，與金屬液的浸潤(rùn)性更佳，變質(zhì)效果均勻穩(wěn)定；該模具鋼制備方法簡(jiǎn)單高效， 制造周期短，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:0.3%、Si:0. 1%、Mn:l%、 Μο:0· 1%、Sr :0· 1%、Α1:0· 03%、Ti:l. 2%、Cr:0. 04%、P 彡 0· 03%、S 彡 0· 03%、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350°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80°C /h的升溫速率加熱至1250°C，保溫2h后對(duì) 鋼錠進(jìn)行鍛造，開鍛溫度為1180°C，停鍛溫度為900°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550°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(cè)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(zhǎng)0. 8倍，其表面光潔致密，拋光后表面粗糙度Ra < 0. 2 μ m。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高耐磨預(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. 3-0. 5%、Si:0. 1-0. 3%、Mn:l-1. 5%、Mo:0?卜0? 2%、Sr :0? 1-0. 2%、A1:0. 03-0. 04%、 Ti : I. 2-1. 5%、Cr :0? 04-0. 05%、P彡0? 03%、S彡0? 03%、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所述的一種高耐磨預(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、納米碳化鎢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。3. 如權(quán)利要求1所述的一種高耐磨預(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80-100°C/h的升溫速率加熱至1250-1300°C，保溫 2-3h后對(duì)鋼錠進(jìn)行鍛造，開鍛溫度為1180-1200°C，停鍛溫度為900-950°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550-600°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)明公開了一種高耐磨預(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加大了Mn、Ti以及Mo、Sr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)性能及加工性能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改善了合金的耐磨耐蝕性，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)劑進(jìn)一步改善了模具鋼的組織結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)增韌效果顯著，與金屬液的浸潤(rùn)性更佳，變質(zhì)效果均勻穩(wěn)定；該模具鋼制備方法簡(jiǎn)單高效，制造周期短，極具生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類】C22C38/28, C22C33/04
【公開號(hào)】CN105200326
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510680853
【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】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月15日