CN102230130B - 抗磨塑料模具钢及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种抗磨塑料模具钢及其制备方法，属于模具钢技术领域。其化学元素的重量%为：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,余量为Fe。优点：具有较低的生产成本；不用软化退火可以直接进行粗加工，且加工性能良好；具有优异的机械性能;可缩短生产周期，提高材料利用效率；具有很好的使用效果，与常用的P20锻造塑料模具钢相比，相同条件下的使用寿命延长，且成本降低。

Description

抗磨塑料模具钢及其制备方法

技术领域

本发明具体涉及一种为塑料模具钢，并且还涉及抗磨塑料模具钢的制备方法，属于模具钢技术领域。

背景技术

我国过去无专用的塑料模具钢，一般塑料模具用正火的45钢和40Cr钢经调质后制造，因而模具硬度低、耐磨性差，表面粗糙度值高，加工出来的塑料产品外观质量较差，而且模具使用寿命低；精密塑料模具及硬度高的塑料模具采用CrWMo、Cr12MoV等合金工具钢制造，不仅机械加工性能差，而且难以加工复杂的型腔，更无法解决热处理变形问题。由此，国内对专用塑料模具用钢进行了研制，并获得了一定的进展。我国已有了自己的专用模具钢系列，目前已纳入国家标准的有两种，即3Cr2Mo和3Cr2MnNiMo，纳入行业标准的已有20多种，已在生产中推广应用十多种新型塑料模具钢，初步形成了我国塑料模具用钢体系。

为了提高塑料模具钢的性能，中国发明专利CN1224769A公开了一种微合金化贝氏体型塑料模具钢的制造方法，其化学成分为（重量％）：Ｃ0.20～0.30，Si0.10～0.60，Mn1.7～2.5，P0.035～0.08，S0.01～0.04，Mo0.20～0.50，V0.05～0.20，B0.0005～0.0050，Ca0.0005～0.010，N0.0050～0.0080，Ti/N=3～4，其余为Fe和不可避免的杂质。该钢通过对合金成分进行设计，加入少量合金元素并降低碳当量，使其具有较高淬透性，轧／锻后不必调质热处理，只进行空冷即可使大截面模块整个截面获得粒状贝氏体组织及较好的机械、切削性能。

中国发明专利CN101161850A还公开了一种铜时效硬化贝氏体大截面塑料模具钢及其制造工艺，其化学成分如下(重量％)：C0.08～0.18，Si0.15～0.50，Mn1.2～2.0，V0.05～0.20，Cr1.2～1.9，Mo0.15～0.50，P≤0.02，S≤0.01，Ni1.2～2.0，Cu 0.50～1.0，N≤0.01，Ti0.005～0.025，Ca0～0.0050，Al0.01～0.04，其余为Fe和不可避免的杂质。该发明制造工艺为在热加工工艺后直接空冷，再施以450～600℃回火。该发明硬度可达HRC37～43，在获得高硬度、高抛光性塑料模具的同时降低了氧化铝夹杂及合金元素含量，并且降低了制造成本。

中国发明专利CN86103713A还公开了一种在预硬状态下(HRC30～45)可顺利进行各种切削加工并具有较高韧性的硫钙复合系塑料模具钢，采用电弧炉冶炼,喷射冶金加钙工艺。工艺简单，质量好，成本低。可用做大、中、小形及腔形复杂的塑料模具。这种模具钢的基本成分为：S 0.04～0.20%,Ca 0.002～0.02%,C 0.30～0.65%、Ni0.30～2.00%及适量的Mn、Cr、Mo、V、Si、余量为Fe。

中国发明专利CN1563437A还公开了一种塑料模具钢的贝氏体淬火方法，该发明对中碳、铬、镍、锰、钼预硬型塑料模具钢工件，在奥氏体化后进行空冷或相当于空冷冷却速度的氮气氛中进行冷却，工件表面和心部均在400℃先后发生转变获得贝氏体组织，并获得在40±1HRC范围内的硬度。该发明方法可延长塑料模具的使用寿命，处理模具的组织和硬度比目前现行预硬处理的更为均匀，从而能提高模具的抛光性能，经过该发明处理后仍保持型腔的精度和光洁度等。

中国发明专利CN1727512A还公开了一种贝氏体大截面塑料模具钢及其制造方法，其化学成分如下(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，≤0.02P，≤0.01S，Ni 0～0.50，N ≤0.01，Ti 0.005～0.025，Ca 0～0.0050，Al 0.01～0.04，其余为Fe 和不可避免的杂质。该发明方法为按上述成分转炉冶炼、LF+RH精炼模具钢；模铸或者连铸后热加工；热加工终轧(锻)温度850℃以上，然后直接冷却，冷却速度不高于1℃/s。再施以不高于600℃回火，消除应力，避免锯切开裂，并保证回火前后硬度不变化，使厚度达500mm的大截面板坯获得均匀的粒状贝氏体组织，芯部无偏析导致的马氏体组织形成，硬度水平达到HRC28～33。

中国发明专利CN101736139A还公开了一种用于塑料制品制造的大型预硬型模具钢模块组织控制方法。该发明针对多种中碳铬锰钼或含有少量铜、镍、铝、硼等元素制成的大型预硬型塑料模具钢，在其钢锭锻造成模块后根据钢材的相变特性进行控制冷却，然后在低温炉中保温，使模块中的奥氏体发生充分转变；将模块以适当速度再次加热完全奥氏体化后进行控制冷却；当模块表面降至350～200℃后缓冷，从而获得贝氏体或者贝氏体加马氏体的混合组织，晶粒大小5～8级。最后在300～600℃温度范围内进行回火，调整硬度至28～38HRC范围内，截面硬度差小于±2HRC。

中国发明专利CN101760701A还公开了一种合金塑料模具钢板，由以下重量百分含量的化学成分组成：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％，余量为Fe及不可避免的杂质。该发明方法主要包括电炉冶炼，加热轧制，回火及硬度检验。该发明方法生产的钢板具有良好的强韧性匹配，同时又不降低厚板的焊接性能；并且具有优良的加工性能、抛光性、耐腐蚀及耐磨性，目前主要用于尺寸较大和形状复杂、精度要求较高的模具上。

中国发明专利CN101368225还公开了一种加硫易切削塑料模具钢的冶炼方法，原料经电炉冶炼后送入精炼过程，精炼过程控制钢液中硫含量为0.005％以下，扒渣调整钢液中钢渣所占的重量百分比为0.8～1.2％；然后送入真空炉，向钢液中喂入铝线，喂入的铝线重量为钢液重量的0.08～0.10％，再加入钢渣，调整钢液中钢渣所占的重量百分比为1.5～2％，然后在60～70Pa的压力下保持15～30分钟，然后解除真空，喂入硫铁线，再加入硅钙块，完成冶炼。该发明能够使钢水中的夹杂物得到最大量的去除，钢液的纯净度大幅度提高，该发明冶炼后的钢液经浇注得加硫易切削塑料模具钢，经检测，该模具钢的探伤级别符合要求，各项性能进一步提高。

中国发明专利CN101912935A还公开了一种可以使得模具钢锭坯内部不会过烧、并且温度分布均匀、不会出现粗晶现象的基于P20+Ni模具钢锻造锻件的加热方法，其步骤为：首先将P20+Ni模具钢锭坯以100～120度/小时的速度加热至550～560度，然后保温2～3小时；然后以100～120度/小时的速度加热至850～860度之后，保温3～5小时；最后以60～80度/小时的速度加热至1230～1250度之后，保温10～16小时之后，加热结束，进入后续的锻造阶段。该发明通过分段加热和保温、并且控制升温速度的方法，保证了模具钢锭坯内部不会过烧，并且温度分布均匀、不会出现粗晶现象，有效地防止了在后续的锻打过程中出现龟裂等常见问题，从而保证了锻打的质量。中国发明专利CN101352724还公开了一种含硼非调质塑料模具钢的制造方法。工艺为：将连铸坯均热，温度为1150～1250℃；控制热轧温度，精轧开轧温度在900～950℃，终轧温度在840～880℃；钢板热轧后控冷，冷却速度控制在1～5℃/s；在轧制后需要进行回火处理。采用控制轧制和控制冷却方法获得20-80mm的贝氏体组织钢板，轧后进行去应力回火，钢板综合性能达到预硬型P20的工艺要求。钢板的屈服强度≥650MPa，抗拉强度≥900MPa，横截面硬度在 280-330HV，抛光性均达到P20预硬型钢板的要求。

但是，上述专利申请方案由于钢中含有诸如钼、镍和/或钒等贵金属元素，因此成本较高，有失钢的廉价性，例如：前述的CN1224769A和CN101760701A均含有钼和钒，而CN101161850A、CN86103713A和CN1727512A均含有钼、钒和镍。上述塑料模具钢还存在制备工艺复杂、制造周期长和能耗高等不足。

发明内容

本发明针对塑料模具钢及其制备中存在的问题，提供的抗磨塑料模具钢及其制备方法是在中碳钢中，提高硅含量，并且加入改善淬透性的铜元素和加入提高回火稳定性的铬元素，并加入细化和净化组织的镧、铈、铝和氮等元素，由于硅有明显降低淬透性作用，铸态组织是珠光体和铁素体，硬度低、加工性能好。经等温淬火后可获得贝氏体加奥氏体复相组织。高温回火后，奥氏体可转变为马氏体，得到回火贝氏体加回火马氏体组织，具有优异的强韧性和良好的耐磨性，制备工艺简单，制造周期短和有助于降低能耗。

本发明的目的通过以下措施来达到：

一种抗磨塑料模具钢，其化学元素的重量%为：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, 余量为Fe。

本发明所述的抗磨塑料模具钢，其化学元素的重量%为：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, 余量为Fe。

本发明所述的抗磨塑料模具钢，其化学元素的重量%为：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La, 0.06%的Ce, 0.018%的S和0.026%的P, 余量为Fe。

本发明所述的抗磨塑料模具钢，其化学元素的重量%为：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La, 0.05%的Ce, 0.012%的S和0.030%的P, 余量为Fe。

本发明的另一目的通过以下措施来达到：

一种抗磨塑料模具钢的制备方法，采用感应电炉熔炼，包括以下步骤：

①将普通废钢、生铁、铬铁和铜板混合加热熔化，钢水熔清后加入锰铁和硅铁；

②炉前调整成分合格后将温度升至1580～1620℃，加入占钢水质量0.18%～0.25%的铝脱氧和合金化，而后出炉；

③将镧、铈混合稀土合金和含氮锰铁破碎至粒度为6～10mm的小块，经150～180℃烘干后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理；

④用普通铸造方法成形，钢水浇注温度1460～1480℃，得到铸件，铸件后处理后得到抗磨塑料模具钢。

在本发明的一个具体的实施例中，步骤④中所述的铸件后处理是将铸件经粗加工后，随炉加热至650～700℃，保温2～3h后，继续加热至950～980℃，保温1.0～1.5h后，直接在温度为320～360℃的等温盐浴炉中等温淬火，保温时间1～2h，随后空冷至温度低于200℃后，继续入炉加热至530～550℃，保温3～5h后，出炉风冷至温度低于150℃后，重新入炉加热至200～220℃，保温6～8h后，炉冷至温度低于120℃后，出炉空冷至室温，最后精加工至规定尺寸和精度。

本发明提供的技术方案与现有技术相比，具有以下优点：

1）本发明塑料模具钢中不含钼、镍、钒等昂贵合金元素，具有较低的生产成本；

2）本发明塑料模具钢铸态组织是珠光体和铁素体，硬度低于30HRC，不用软化退火可以直接进行粗加工，且加工性能良好；

3）本发明塑料模具钢经等温淬火和两次回火处理后，具有优异的机械性能，其中硬度达到42～45HRC，抗拉强度达到1450～1520MPa，冲击韧性达到135～145J/cm ² ，断裂韧性达到110～125Mpa.m ^1/2 ；

4）本发明塑料模具钢在铸态和热处理后可以直接使用，不需要进行锻造加工，可缩短生产周期，提高材料利用效率；

5）本发明塑料模具钢具有很好的使用效果，与常用的P20锻造塑料模具钢相比，相同条件下的使用寿命延长30～36%，且成本降低15～20%。

具体实施方式

合金材质的性能是由金相组织决定的，而一定的组织取决于化学成分及热处理工艺，本发明化学成分是这样确定的：

碳：碳是塑料模具钢中的主要元素，其主要作用是提高淬硬性和淬透性，含碳量过低，淬火组织的硬度低，耐磨性差，含量过高，脆性大，合适的含碳量为0.35～0.45%。

硅：硅是钢中最廉价元素之一。一般条件下，硅超过一定数量后，对钢的力学性能特别是韧性会产生有害的影响，因此，硅元素在普通低合金钢中的加入量被严格限制在较低的范围内。但是，利用硅在等温转变过程中强烈抑制碳化物析出的特点进行等温淬火，可以得到由无碳化物贝氏体和被碳、硅稳定化了的奥氏体组成的奥-贝双相组织，具有优异的性能。硅是塑料模具钢中的主要合金元素，硅的加入改变了材料相变的热力学和动力学条件，阻碍碳化物生成。因为渗碳体的形成要靠碳原子的扩散和硅原子的位移，在等温温度范围内，间隙原子碳的扩散较为容易，而置换原子硅的扩散则很困难。硅一方面是形成封闭相区的元素，另一方面又是非碳化物形成元素，且在碳化物中的溶解度远低于其在铁素体中的溶解度。这样，塑料模具钢中的硅含量较高时，在贝氏体前沿由扩散控制的排硅过程就成为渗碳体析出的制约因子，因此，使奥-贝组织转变初期仅由贝氏体铁素体和富碳的未转变奥氏体组成。硅含量较低时，不能得到贝氏体组织，硅含量较高时，淬透性差，易出现低硬度的珠光体和铁素体组织，合适的含硅量为1.60～1.75%。

铬、铜和锰：在塑料模具钢中，加入铜和锰元素的主要目的是为了改善淬透性，锰含量过高，易出现热裂，铜含量过高，会增加生产成本。加入铬元素的主要目的是为了提高回火稳定性。合适的铬加入量为0.3～0.5%，合适的铜加入量为0.4～0.7%，合适的锰加入量为0.5～0.7%。

铝和氮：铝和氮可以在钢水凝固前形成细小均匀分布的高熔点AlN颗粒，起钢水外来凝固核心的作用，促进塑料模具钢凝固组织的明显细化，还可减轻元素偏析，提高塑料模具钢的力学性能。加入量过多，AlN颗粒粗大，反而损害塑料模具钢的性能，合适的铝加入量为0.03～0.07%，合适的氮加入量为0.008～0.025%。

镧和铈：镧、铈稀土加入钢中，主要起以下作用：1）净化钢液。稀土具有脱氧脱硫作用，减少并细化钢中的夹杂物。2）变质夹杂。稀土加入钢中生成球状稀土氧化物或硫化物，取代长条状硫化锰夹杂，使硫化物形态得到完全控制，提高钢的韧塑性特别是横向冲击韧性，改善钢材的各向异性。稀土使高硬度氧化铝夹杂转变成球状硫氧化物，显著地提高钢的抗疲劳性能。3）微合金化。稀土在钢中有一定的固溶量，它在晶界的偏聚能抑制磷、硫及低熔点杂质铅、锡、砷、锑、铋在晶界的偏析或与这些杂质形成熔点较高的化合物，消除低熔点杂质的有害作用；稀土净化和强化晶界，阻碍晶间裂纹的形成和扩展，有利于改善钢的塑性尤其是高温塑形；稀土还能促进等温转变贝氏体组织的形成。稀土加入量过多，钢中易出现稀土夹杂物，反而损害塑料模具钢的性能。合适的镧加入量为0.03～0.07%，合适的铈加入量为0.03～0.07%，且0.07%≤La+Ce≤0.13%。

硫和磷：硫、磷是有害元素，为了保证塑料模具钢的性能，将其进行限制，其中硫含量低于0.030%，磷含量低于0.035%。

塑料模具钢的性能还与热处理工艺有关，本发明热处理工艺是这样确定的。

本发明塑料模具钢铸态硬度低，加工性能好，可以直接进行粗加工。塑料模具钢铸件经粗加工后，先随炉加热至650～700℃，保温2～3h，使模具钢内温度充分均匀，然后继续加热至950～980℃，保温1.0～1.5h，使模具钢全部实现奥氏体化。然后直接在温度为320～360℃的等温盐浴炉中等温淬火，保温时间1～2h，使高温奥氏体转变为无碳化物贝氏体和富碳残留奥氏体组织。高温奥氏体全部发生组织转变后空冷至温度低于200℃后，继续入炉加热至530～550℃，保温3～5h后出炉风冷，使等温淬火组织中的奥氏体分解为马氏体。最后重新入炉加热至200～220℃，保温6～8h后，以稳定组织和消除应力，防止模具钢使用中出现变形和开裂。

下面结合实施例对本发明作进一步详述：

实施例1：

采用5000公斤中频感应电炉熔炼塑料模具钢，具体的步骤是：

①将普通废钢、生铁、铬铁和铜板混合加热熔化，钢水熔清后加入锰铁和硅铁；

②炉前调整成分合格后将温度升至1584℃，加入占钢水质量0.18%的铝脱氧和合金化，而后出炉；

③将镧、铈混合稀土合金和含氮锰铁破碎至粒度为6～10mm的小块，经180℃烘干后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理；

④用普通铸造方法成形，钢水浇注温度1464℃，得到塑料模具钢铸件；

⑤塑料模具钢铸件经粗加工后，随炉加热至650℃，保温3h后，继续加热至980℃，保温1.0h后，直接在温度为320℃的等温盐浴炉中等温淬火，保温时间2h，随后空冷至温度低于200℃后，继续入炉加热至550℃，保温3h后，出炉风冷至温度低于150℃后，重新入炉加热至200℃，保温8h后，炉冷至温度低于120℃后，出炉空冷至室温，最后精加工至规定尺寸和精度。塑料模具钢成分见表1，塑料模具钢力学性能见表2。

实施例2：

采用5000公斤中频感应电炉熔炼塑料模具钢，具体的步骤是：

①将普通废钢、生铁、铬铁和铜板混合加热熔化，钢水熔清后加入锰铁和硅铁；

②炉前调整成分合格后将温度升至1619℃，加入占钢水质量0.25%的铝脱氧和合金化，而后出炉；

③将镧、铈混合稀土合金和含氮锰铁破碎至粒度为6～10mm的小块，经150℃烘干后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理；

④用普通铸造方法成形，钢水浇注温度1475℃，得到塑料模具钢铸件；

⑤塑料模具钢铸件经粗加工后，随炉加热至700℃，保温2h后，继续加热至950℃，保温1.5h后，直接在温度为360℃的等温盐浴炉中等温淬火，保温时间2h，随后空冷至温度低于200℃后，继续入炉加热至530℃，保温5h后，出炉风冷至温度低于150℃后，重新入炉加热至220℃，保温6h后，炉冷至温度低于120℃后，出炉空冷至室温，最后精加工至规定尺寸和精度。塑料模具钢成分见表1，塑料模具钢力学性能见表2。

实施例3：

采用1500公斤中频感应电炉熔炼塑料模具钢，具体的步骤是：

①将普通废钢、生铁、铬铁和铜板混合加热熔化，钢水熔清后加入锰铁和硅铁；

②炉前调整成分合格后将温度升至1598℃，加入占钢水质量0.21%的铝脱氧和合金化，而后出炉；

③将镧、铈混合稀土合金和含氮锰铁破碎至粒度为6～10mm的小块，经160℃烘干后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理；

④用普通铸造方法成形，钢水浇注温度1470℃，得到塑料模具钢铸件；

⑤塑料模具钢铸件经粗加工后，随炉加热至680℃，保温3h后，继续加热至970℃，保温1.2h后，直接在温度为340℃的等温盐浴炉中等温淬火，保温时间1.5h，随后空冷至温度低于200℃后，继续入炉加热至540℃，保温4h后，出炉风冷至温度低于150℃后，重新入炉加热至210℃，保温7h后，炉冷至温度低于120℃后，出炉空冷至室温，最后精加工至规定尺寸和精度。塑料模具钢成分见表1，塑料模具钢力学性能见表2。

表1为本发明的实施例1至3的塑料模具钢的化学元素的重量%

元素	C	Si	Cr	Cu	Mn	N
							实施例1	0.36	1.62	0.49	0.68	0.52	0.009
实施例2	0.45	1.71	0.28	0.43	0.69	0.023
							实施例3	0.42	1.75	0.33	0.50	0.62	0.018
元素	Al	La	Ce	S	P	Fe
							实施例1	0.02	0.07	0.04	0.017	0.029	余量
实施例2	0.06	0.03	0.06	0.018	0.026	余量
							实施例3	0.05	0.05	0.05	0.012	0.030	余量

表2 为本发明的实施例1至3所得到的塑料模具钢的力学性能

本发明抗磨塑料模具钢具有硬度高、强韧性好等特点，已在塑料注射（塑）模具和塑料压塑模具上成功应用。其中塑料注射（塑）模具主要是热塑性塑料件产品生产中应用最为普遍的一种成型模具，塑料注射成型模具对应的加工设备是塑料注射成型机，塑料首先在注射机底加热料筒内受热熔融，然后在注射机的螺杆或柱塞推动下，经注射机喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，塑料冷却硬化成型，脱模得到制品。其结构通常由成型部件、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气系统、支撑部件等部分组成。制造材料采用本发明抗磨塑料模具钢。塑料压塑模具包括压缩成型和压注成型两种结构模具类型。它们是主要用来成型热固性塑料的一类模具，其所对应的设备是压力成型机。压缩成型方法是根据塑料特性，将模具加热至成型温度（125℃～140℃），然后将计量好的压塑粉放入模具型腔和加料室，闭合模具，塑料在高热、高压作用下呈软化粘流，经一定时间后固化定型，成为所需制品形状。压注成型与压缩成型不同的是设有单独的加料室，成型前模具先闭合，塑料在加料室内完成预热呈粘流态，在压力作用下高速挤入模具型腔，硬化成型。压缩模具也用来成型某些特殊的热塑性塑料如难以熔融的热塑性塑料（如聚四氟乙烯）毛坯（冷压成型）、光学性能很高的树脂镜片、轻微发泡的硝酸纤维素汽车方向盘等。压塑模具主要由型腔、加料腔、导向机构、推出部件、加热系统等组成。压注模具广泛用于封装电器元件方面。压塑模具与注射模具制造所用材质采用本发明抗磨塑料模具钢。本发明抗磨塑料模具钢不用软化退火可以直接进行粗加工，且加工性能良好。经热处理后获得贝氏体组织，具有良好的综合力学性能。实际使用表明，本发明抗磨塑料模具钢具有很好的使用效果，与常用的P20锻造塑料模具钢相比，相同条件下的使用寿命延长30～36%，且成本降低15～20%，且使用中无变形、开裂现象出现，推广应用具有良好的经济和社会效益。

Claims (4)

1.一种抗磨塑料模具钢，其特征在于其化学元素的重量%为：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, 余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的抗磨塑料模具钢，其特征在于其化学元素的重量%为：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, 余量为Fe。

3.根据权利要求1所述的抗磨塑料模具钢，其特征在于所述的抗磨塑料模具钢，其化学元素的重量%为：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La, 0.05%的Ce, 0.012%的S和0.030%的P, 余量为Fe。

4.一种如权利要求1所述的抗磨塑料模具钢的制备方法，采用感应电炉熔炼，其特征在于包括以下步骤：

① 将普通废钢、生铁、铬铁和铜板混合加热熔化，钢水熔清后加入锰铁和硅铁；

② 炉前调整成分合格后将温度升至1580～1620℃，加入占钢水质量0.18%～0.25%的铝脱氧和合金化，而后出炉；

③ 将镧、铈混合稀土合金和含氮锰铁破碎至粒度为6～10mm的小块，经150～180℃烘干后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理；

④ 用普通铸造方法成形，钢水浇注温度1460～1480℃，得到塑料模具钢铸件；

⑤ 塑料模具钢铸件经粗加工后，随炉加热至650～700℃，保温2～3h后，继续加热至950～980℃，保温1.0～1.5h后，直接在温度为320～360℃的等温盐浴炉中等温淬火，保温时间1～2h，随后空冷至温度低于200℃后，继续入炉加热至530～550℃，保温3～5h后，出炉风冷至温度低于150℃后，重新入炉加热至200～220℃，保温6～8h后，炉冷至温度低于120℃后，出炉空冷至室温，最后精加工至规定尺寸和精度，得到抗磨塑料模具钢产品。