本发明涉及模具钢,尤其涉及一种预硬型塑料模具钢及其制造方法。
背景技术:
1、随着汽车、拖拉机、电机、无线电、家用电器和国防工业的迅速发展,冷冲压、挤压、模锻和压铸等无切削加工工艺被广泛应用,对模具的需要量越来越大,对制造模具的钢材品种、钢材的冶金生产及钢材的热处理质量等也提出了越来越高的要求。塑料模具作为塑料成型工业的重要工艺装备,其性能的好坏直接影响塑料成型质量,因此,寻求综合性能和性能稳定性佳的塑料模具钢显得尤为重要。
2、所谓预硬化型塑料模具钢是由钢厂在供货状态下已预先对模具进行了热处理,使其达到模具使用时所要求的硬度和使用性能,从而可避免模具加工后再进行淬火、回火热处理操作所造成的氧化、脱碳、变形和开裂,从而保证了模具的制造精度。同时,因省略了热处理和热处理后的精加工,所以降低了成本,大大缩短了制造周期。现有的预硬化型塑料模具钢由于锻造和调质以及ni等合金元素的加入,其表面硬度往往超过技术要求,抛光性不良,生产周期长,能耗和成本高。除此之外,市面上的预硬化型塑料模具钢也还或多或少存在机械力学性能有限,抗腐蚀性能不佳,适于寿命短的缺陷。
3、为了解决上述问题,申请号为201910047103.6的中国发明专利公开了一种预硬型塑料模具钢及其制备方法,其成分按质量百分比含c 0.32~0.40%,si 0.20~0.35%,mn1.30~1.60%,cr 1.80~2.10%,ni 0.90~1.15%,p≤0.015%,s≤0.005%,v 0.10~0.35%,余量为fe;其等向性≥0.80。方法为:(1)冶炼钢水,浇铸成钢锭;(2)600~700℃预热后加热至1200~1250℃保温;(3)进行锻造后随炉冷却;(4)880±10℃正火处理;(5)900~940℃保温2~3h,然后水冷;(6)在450~550℃回火处理。该发明的方法制备出的预硬型塑料模具钢,大大提升了淬透性,提高了横向冲击韧性。然而其抛光性和机械力学性能仍然有待进一步提高。
4、因此,开发一种抛光性和机械力学性能优异的预硬型塑料模具钢及其制造方法符合市场需求,具有广泛的市场价值和应用前景,对促进预硬型塑料模具钢领域的发展具有非常重要的意义。
技术实现思路
1、本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种抛光性和机械力学性能优异的预硬型塑料模具钢及其制造方法。
2、为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种预硬型塑料模具钢,其特征在于,包括如下按质量百分比计的化学成分:c 0.38~0.42%,si 0.30~0.34%,mn 1.50~1.60%,cr 1.80~1.90%,mo 0.35~0.45%,v 0.01~0.04%,ca 0.0030~0.00060%,p≤0.015%,s≤0.010%,其余为fe和不可避免的杂质。
3、较佳的,所述预硬型塑料模具钢的化学成分还包括:nb 0.020~0.035%。
4、本发明的另一个目的,在于提供一种所述预硬型塑料模具钢的制造方法,包括如下步骤:
5、步骤一,按化学成分重量百分比配料,加入中频感应炉或电弧炉中进行熔炼,然后进行精炼;再经过真空脱气;最后浇注钢锭,待用;
6、步骤二,将步骤二得到的钢锭脱模后热送入炉中,然后将温度调整到1150~1250℃温度范围内进行多向锻造;
7、步骤三,将所述步骤三中自然冷却后的锻件进行回火处理。
8、较佳的,步骤一中所述浇注采用模铸浇注。
9、较佳的,步骤一中所述精炼采用lf+vd真空精炼;lf脱硫、合金化,vd去除夹杂和有害气体,vd毕喂ca线,控制钢水的ca含量在0.0030~0.00060%。
10、较佳的,步骤二中所述锻造的锻造比≥6,终锻温度控制在860℃~950℃;锻后直接进行空冷冷却,冷却到120-200℃以下。
11、较佳的,步骤二中所述回火处理的温度为620℃~680℃,时间2-4h。
1.一种预硬型塑料模具钢,其特征在于,包括如下按质量百分比计的化学成分:c0.38~0.42%,si 0.30~0.34%,mn 1.50~1.60%,cr 1.80~1.90%,mo 0.35~0.45%,v0.01~0.04%,ca 0.0030~0.00060%,p≤0.015%,s≤0.010%,其余为fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的预硬型塑料模具钢,其特征在于,所述预硬型塑料模具钢的化学成分还包括:nb 0.020~0.035%。
3.一种根据权利要求1-2任一项所述预硬型塑料模具钢的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
4.根据权利要求3所述预硬型塑料模具钢的制造方法,其特征在于,步骤一中所述浇注采用模铸浇注。
5.根据权利要求3所述预硬型塑料模具钢的制造方法,其特征在于,步骤一中所述精炼采用lf+vd真空精炼;lf脱硫、合金化,vd去除夹杂和有害气体,vd毕喂ca线,控制钢水的ca含量在0.0030~0.00060%。
6.根据权利要求3所述预硬型塑料模具钢的制造方法,其特征在于,步骤二中所述锻造的锻造比≥6,终锻温度控制在860℃~950℃;锻后直接进行空冷冷却,冷却到120-200℃以下。
7.根据权利要求3所述预硬型塑料模具钢的制造方法,其特征在于,步骤二中所述回火处理的温度为620℃~680℃,时间2-4h。