[其他]塑料模具鋼

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86101988
• 申請日: 1986-03-28
• 公開（公告）號: CN86101988B
• 公開（公告）日: 1988-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳再枝;任民恩;陳耀南;邱德卿
• 申請（專利權(quán)）人: 冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院;大冶鋼廠
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50
• 代理公司: 冶金專利事務(wù)所
• 代理人: 金向榮

本發(fā)明屬于合金模具鋼，主要適用于制造精密塑料模具。

國外一般采用18Ni型馬氏體時(shí)效鋼，或硬度較高的預(yù)硬化鋼制造精密塑料模具。但兩種鋼的價(jià)格昂貴，在某些條件下，因熱處理所產(chǎn)生的變形大，使產(chǎn)品不能滿足一些精密模具的要求。而且，因固溶后硬度高，采用國產(chǎn)普通高速鋼刀具，進(jìn)行冷加工時(shí)難度較大。而預(yù)硬化鋼同樣存在有冷加工性能差的問題。國內(nèi)的精密塑料模具鋼廣泛采用退火或低調(diào)質(zhì)硬度的45號鋼、40Cr鋼、T₁₀A鋼和9Mn₂V鋼等，由于這些鋼材的強(qiáng)度及硬度較低，使得模具的耐磨性差，光潔度低，使用壽命也低，從而嚴(yán)重的影響塑料制品的質(zhì)量和成本。

本發(fā)明的目的在于提供一種熱處理變形小，冷熱加工性能好，使用性能優(yōu)良，而且成本較低的新鋼種，主要用于制造高精度、長壽命的塑料模具。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了低鎳馬氏體鋼，該鋼具有固溶（淬火）狀態(tài)下硬度低，冷加工性能好，而且熱處理后不變形，通過時(shí)效，能獲取較高的強(qiáng)度和韌性，而模具的時(shí)效變形量也極小。該鋼的鎳含量應(yīng)控制在6%左右，這是獲得馬氏體時(shí)效鋼的最低鎳含量，而提高鎳含量，則成本也隨著增加。通常的馬氏體時(shí)效鋼的碳含量＜0.03%，要保證如此低的碳含量，則原材料和冶煉費(fèi)用也將增加，但是碳量達(dá)到0.10%時(shí)，則時(shí)效硬化效果降低。本發(fā)明的碳含量要求控制在≤0.06%同時(shí)加適量的鈦、鋁，能夠明顯的增加鋼的時(shí)效硬化效果。通過冶金生產(chǎn)結(jié)果表明，當(dāng)鋼中加入鉬含量1%和釩含量0.1%可以顯著提高該鋼的成材率。

本發(fā)明塑料模具鋼的具體化學(xué)成分為：（重量%）

≤0.06%C;5.5～6.5%Ni;1.3～1.6%Cr;0.9～1.20%Mo;0.9～1.30%Ti;0.6～0.9%Al;0.08～0.16%V;≤0.50%Mn;≤0.50%Si;≤0.03%P;≤0.03%S，余為Fe。

該塑料模具鋼采用真空感應(yīng)爐冶煉，也可以用非真空感應(yīng)爐冶煉，鑄成電極后，再進(jìn)行電渣重熔。其熱加工工藝可以采用鑄造后軋制成型。

該模具鋼在鍛造或軋制后，可以采用高溫回火處理，也可以采用固溶處理來達(dá)到軟化的目的，便于冷加工。但是，固溶處理是時(shí)效前必要的工序，它既能達(dá)到軟化的目的，又可以保證鋼材在最終時(shí)效時(shí)所具有的硬化效果。固溶處理可以利用鍛后或軋制后通過快速冷卻來進(jìn)行，也可以把鋼材加熱到固溶溫度之后，進(jìn)行油冷或空冷來實(shí)現(xiàn)。

該發(fā)明鋼可達(dá)到的性能指標(biāo)如下：

固溶硬度：HRC20～26冷加工性能良好

時(shí)效硬度：HRC43～48

拋光性能好，可達(dá)到12以上。

熱處理變形量為0.02～0.05%，而且熱處理變形各向異性很小，用作錄音磁帶塑料盒模具，使用壽命超過80萬次。

本發(fā)明與18Ni馬氏體時(shí)效鋼相比，優(yōu)點(diǎn)如下：

1.價(jià)格低。本發(fā)明鋼的價(jià)格僅為18Ni馬氏體時(shí)效鋼的10～20%。

2.時(shí)效變形小。本發(fā)明鋼為0.02～0.05%，18Ni馬氏體鋼為0.08%。

3.固溶硬度低。本發(fā)明鋼固溶硬度為HRC20～2618Ni馬氏體時(shí)效鋼為HRC28～32。所以本發(fā)明冷加工性能好。

雖然18Ni馬氏體時(shí)效鋼時(shí)效硬度為HRC48～53，較本發(fā)明鋼（時(shí)效硬度為HRC43～48）高一些，但是對于塑料模具，本發(fā)明鋼的硬度值已能滿足使用要求。

本發(fā)明鋼與普通塑料模具鋼相比，優(yōu)點(diǎn)如下：

1.經(jīng)熱處理后本發(fā)明鋼有變形小（0.02～0.05%）變形各向異性小，普通塑料模具鋼的熱處理變形為0.1～0.2%，本發(fā)明可以非常有效地提高精密模具熱處理的合格率。

2.熱處理工藝簡單，操作方便。本發(fā)明鋼的固溶溫度范圍很寬±50℃，而時(shí)效溫度（500～540℃）又較低，因此可以用一般的箱式馬弗爐處理，對熱處理制度沒有特殊的要求。

3.拋光性能好，光潔度高。本發(fā)明鋼光潔度可達(dá)12以上，而普通塑料模具鋼，由于在退火狀態(tài)下使用，光潔度只能達(dá)9。

4.熱膨脹系數(shù)小。本發(fā)明鋼的熱膨脹系數(shù)比普通塑料模具鋼、45號鋼、40Cr鋼、T₁₀A鋼的熱膨脹系數(shù)小。

5.耐蝕性能好。生產(chǎn)試驗(yàn)證明，發(fā)明鋼的耐蝕性能較常用的塑料模具鋼好。