一种高强度的模具钢的制作方法

文档序号:14443652阅读:187来源:国知局

本实用新型涉及模具制造技术领域,具体为一种高强度的模具钢。



背景技术:

模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种。模具是机械制造、无线电仪表、电机、电器等工业部门中制造零件的主要加工工具。模具的质量直接影响着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产成本,而模具的质量与使用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外,主要受模具材料和热处理的影响。模具钢大致可分为:冷轧模具钢、热轧模具钢和塑料模具钢三类,用于锻造、冲压、切型、压铸等。由于各种模具用途不同,工作条件复杂,因此对模具用钢,按其所制造模具的工作条件,应具有高的硬度、强度、耐磨性,足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。由于这类用途不同,工作条件复杂,因此对模具用钢的性能要求也不同。冷轧模具包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等。冷作模具用钢,按其所制造具的工作条件,应具有高的硬度、强度、耐磨性、足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。用于这类用途的合金工具用钢一般属于高碳合金钢,碳质量分数在0.80%以上,铬是这类钢的重要合金元素,其质量分数通常不大于5%。但对于一些耐磨性要求很高,淬火后变形很小模具用钢,最高铬质量分数可达13%,并且为了形成大量碳化物,钢中碳质量分数也很高,最高可达2.0%~2.3%。冷作模具钢的碳含量较高,其组织大部分属于过共析钢或莱氏体钢。常用的钢类有高碳低合金钢、高碳高铬钢、铬钼钢、中碳铬钨钏钢等。热轧模具分为锤锻、模锻、挤压和压铸几种主要类型,包括热锻模、压力机锻模、冲压模、热挤压模和金属压铸模等。热变形模具在工作中除要承受巨大的机械应力外,还要承受反复受热和冷却的作用,而引起很大的热应力。热作模具钢除应具有高的硬度、强度、红硬性、耐磨性和韧性外,还应具有良好的高温强度、热疲劳稳定性、导热性和耐蚀性,此外还要求具有较高的淬透性,以保证整个截面具有一致的力学性能。对于压铸模用钢,还应具有表面层经反复受热和冷却不产生裂纹,以及经受液态金属流的冲击和侵蚀的性能。这类钢一般属于中碳合金钢,碳质量分数在0.30%~0.60%,属于亚共析钢,也有一部分钢由于加入较多的合金元素(如钨、钼、钒等)而成为共析或过共析钢。常用的钢类有铬锰钢、铬镍钢、铬钨钢等。塑料模具包括热塑性塑料模具和热固性塑料模具。塑料模具用钢要求具有一定的强度、硬度、耐磨性、热稳定性和耐蚀性等性能。此外,还要求具有良好的工艺性,如热处理变形小、加工性能好、耐蚀性好、研磨和抛光性能好、补焊性能好、粗糙度高、导热性好和工作条件尺寸和形状稳定等。一般情况下,注射成形或挤压成形模具可选用热作模具钢;热固性成形和要求高耐磨、高强度的模具可选用冷作模具钢。

目前,现有的模具钢,强度较低,不利于推广使用。



技术实现要素:

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足,本实用新型提供了一种高强度的模具钢,解决了现有的模具钢,强度较低,不利于推广使用的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的,本实用新型通过以下技术方案予以实现:一种高强度的模具钢,包括模具钢本体,所述模具钢本体由高碳低合金冷作钢层和抗冲击冷作钢层组成,所述抗冲击冷作钢层开设有截面呈三角形状的通孔,所述高碳低合金冷作钢层位于抗冲击冷作钢层的通孔内,且高碳低合金冷作钢层的外表面与抗冲击冷作钢层的内表面固定相连。

优选的,所述高碳低合金冷作钢层包括9SiCr钢层和9CrWMn钢层,所述9SiCr钢层的外表面与9CrWMn钢层的内表面固定相连。

优选的,所述抗冲击冷作钢层包括6Cr4W3Mo2VNb钢层和6W6Mo5Cr4V钢层,所述6Cr4W3Mo2VNb钢层的外表面与6W6Mo5Cr4V钢层的内表面固定相连。

优选的,所述9CrWMn钢层的外表面与6Cr4W3Mo2VNb钢层的内表面固定相连。

优选的,所述高碳低合金冷作钢层的截面形状呈三角形状。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种高强度的模具钢,具备以下有益效果:

该高强度的模具钢,由高碳低合金冷作钢层和抗冲击冷作钢层组成,一方面,抗冲击冷作钢层开设有截面呈三角形状的通孔,高碳低合金冷作钢层位于抗冲击冷作钢层的通孔内,另一方面,高碳低合金冷作钢层的外表面与抗冲击冷作钢层的内表面固定相连,极大的提高了模具钢本体的强度,利于推广使用,解决了现有的模具钢,强度较低,不利于推广使用的问题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中:1模具钢本体、11高碳低合金冷作钢层、111 9SiCr钢层、112 9CrWMn、12抗冲击冷作钢层、121 6Cr4W3Mo2VNb钢层、122 6W6Mo5Cr4V钢层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1,本实用新型提供一种技术方案:一种高强度的模具钢,包括模具钢本体1,模具钢本体1由高碳低合金冷作钢层11和抗冲击冷作钢层12组成,抗冲击冷作钢层12开设有截面呈三角形状的通孔,高碳低合金冷作钢层11位于抗冲击冷作钢层12的通孔内,且高碳低合金冷作钢层11的外表面与抗冲击冷作钢层12的内表面固定相连,极大的提高了模具钢本体1的强度,利于推广使用。

高碳低合金冷作钢层11包括9SiCr钢层111和9CrWMn钢层112,9SiCr钢层111的外表面与9CrWMn钢层112的内表面固定相连,9SiCr钢是低合金刃具用钢,比铬钢(Cr2或9Cr2)有更高的淬透性和淬硬性并且有较高的回火稳定性,该钢最早引自前苏联的9XC,过去曾称作9CrSi钢,成分和性能与9XC完全一样,外国同类钢号仅有德国的90CrSi5瑞典的2092和SR1855,DF-1;9CrWMn钢有一些裂纹敏感性,锻造加热时不宜迅速加热,最好在650-750度进行一次预热,锻造加热温度为1130-1150度,终锻温度应大于800-850度,钢锭锻造时取上限温度,9CrWMn模具钢材为低合金冷作模具钢,该钢具有一定的淬透性和耐磨性,淬火变形较小,碳化物分布均匀颗粒细小,具有很好的高耐磨、高强度性能。

抗冲击冷作钢层12包括6Cr4W3Mo2VNb钢层121和6W6Mo5Cr4V钢层122,6Cr4W3Mo2VNb钢层121的外表面与6W6Mo5Cr4V钢层122的内表面固定相连,6Cr4W3Mo2VNb钢是一种高韧性的冷作模具钢,其成分接近高速钢(W6Mo5Cr4V2)的基本成分,属于基体钢类型,具有高速钢的高硬度和高强度,又因无过剩的碳化物,所以比高速钢具有更高的韧性和疲劳强度,钢中加入适量的铌,可以起到细化晶粒的作用,并能提高钢的韧性和改善刚性性能,提高模具的使用寿命;6W6Mo5Cr4V是低碳高速钢类型的冷作模具钢,韧性较高速钢好,作为冷挤压用钢,有较高的使用寿命。

9CrWMn钢层112的外表面与6Cr4W3Mo2VNb钢层121的内表面固定相连,连接稳定性较强。

高碳低合金冷作钢层11的截面形状呈三角形状,与抗冲击冷作钢层12的三角形状通孔相适配,结构设计新颖,利于推广使用。

综上所述,该高强度的模具钢,由高碳低合金冷作钢层11和抗冲击冷作钢层12组成,一方面,抗冲击冷作钢层12开设有截面呈三角形状的通孔,高碳低合金冷作钢层11位于抗冲击冷作钢层12的通孔内,另一方面,高碳低合金冷作钢层11的外表面与抗冲击冷作钢层12的内表面固定相连,极大的提高了模具钢本体1的强度,利于推广使用,解决了现有的模具钢,强度较低,不利于推广使用的问题。

需要说明的是,在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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