CN102936699A - 冷冲模用模具钢 - Google Patents

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胡光荣
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Abstract

本发明公开了一种冷冲模用模具钢,模具钢基体由下述质量百分比的组分组成:C0.23-0.35%,Mn1.4-2.0%,Si0.8-1.5%,V 0.11-0.15%,Ti0.10-0.19%,Cr0.8-2.0%,Ni0.4-1.5%,W0.21-0.8%,Nb0.02-0.06%,Cu0.30%-1.20%,P≤0.034%、S≤0.050%,余量为Fe及不可避免的夹杂质;将含有上述组分的模具钢加热至650-760℃,保温5-6小时,炉冷至280-320℃,保温3-5小时,再加热至650-690℃,保温32小时,以43℃/小时冷却至400℃,再以20℃/小时,冷却至常温,本发明它具有优异的韧性和切削性,从而能延长工具的寿命,同时维持常规的性能,具有优异的抛光性和耐磨性。

Description

冷冲模用模具钢
技术领域
[0001] 本发明涉及一种模具钢,具体属于冷冲模用模具钢。
背景技术
[0002] 用来生产塑料成型模具的模具钢需要具有以下特性:
(1)镜面精加工性(mirror finish workability)良好,不易发生针孔和微小麻点;
(2)打磨加工性(satinizing workability)良好;
(3)抗腐蚀和生锈性良好;
(4)强度、耐磨性和韧性良好;
(5)切削性良好。
[0003] 通常使用例如JIS SCM440等中等C-Mn-Cr-Mo-Fe系钢材作为塑料成型用模具钢,但上述要求已经增加,另外,近年来,生产交货时间的降低已经作为客户的重要要求出现。为了降低加工步骤数目来满足该要求,通常使用各种钢材,例如低碳Mn-Cr-Mo-S-Fe系钢材(见JP-A - 48-093518)、为了改进淬火性向上述钢材(即JP-A-48-093518)加入Ni的改性钢材(JP-A-52-065557)和改进切削性的无硫含Cu的钢材(见JP-A-58-067850或JP-A-60-204868)。
[0004] 上述塑料成型用钢材,即低碳Mn-Cr-Mo-S-Fe系钢材和低碳Mn-Ni-Cr-Mo-S-Fe系钢材,存在着不能得到满意的模具寿命的问题,由于当用这种钢材形成最大长度约2米的大尺寸模具时,由于硫化物离析等,抛光性、耐磨性和韧性变差。JP-A-58-067850的低碳无硫Mn-Cr-Cu-Fe系钢材对淬火回炎处理具有低的抗软化性,所以当它在约550°C下进行氮化处理时,钢材的硬度变差。JP-A-48-093518的低碳Mn-Ni-Cr-Mo (ff/2) -Cu-Fe系钢材不一定令人满意,这是因为由于碳含量低不能得到足够的析出硬化效果。
[0005] 在JP-A-03-115523的低碳低硫低Al和低氧的Mn-Cr-Mo-系钢材中,由于将基材的硬度降低于HRC30改进了切削性,所以尽管通过抑制非金属杂物的出现改进了镜面精加工性,但是该材料具有低的硬度和不令人满意的抛光性和耐磨性。JP-A-07-062491的低碳Mn-Cr-Mo (W) -V-Cu-Fe钢材或低碳Mn-Ni-Cr-Mo (W) -V-Cu-Fe钢材确保:即使用这种钢材形成大尺寸的模具,也能满足能塑料成型用模具的上述要求,由于Cr、Mo (W/2)、Cu和V,因足够的析出硬化,该钢材具有高的强度的优异的切削性。但是,当广泛地使用工程塑料材料时,抛光性和耐磨性不一定令人满意。
[0006]
发明内容
[0007] 本发明的目的上提供一种冷冲模用模具钢,它具有优异的韧性和切削性,从而能延长工具的寿命,同时维持常规的性能,具有优异的抛光性和耐磨性。
[0008] 本发明的技术方案如下:
冷冲模用模具钢,模具钢基体由下述质量百分比的组分组成:C O. 23-0. 35%, MnI. 4-2. 0%, Si O. 8-1. 5%, V O. 11-0. 15%, MoO. 20-0. 56%, Cr O. 8-2. 0%, Ni O. 4-1. 5%, W
O. 21-0. 8%, Al O. 2-0. 3%, V O. 30%-1. 20%, P ( O. 034%,S ( O. 050%,余量为 Fe 及不可避免的夹杂质;制备步骤如下:
将含有上述组分的模具钢加热至650-760°C,保温5-6小时,炉冷至280_320°C,保温3-5小时,再加热至650-690°C,保温32小时,以40°C /小时冷却至400°C,再以20°C /小时,冷却至常温;再将模具钢在-190°C左右液氮中处理5-6小时;再升至室温,保存24-36小时后,再加热至240-260°C,保温2-3小时,空冷;接着磷化处理,在常温下将模具钢在热火封闭,温度为280-300°C,采用PH值为8的表面调整剂处理l_2min,经滴空l_2min后,采用磷化剂处理15-20min,再经滴空l_2min后,采用清水清洗。
[0009] 本发明具有优异的韧性和切削性,从而能延长工具的寿命,同时维持常规的性能,具有优异的抛光性和耐磨性。
具体实施方式
[0010] 冷冲模用模具钢,模具钢基体由下述质量百分比的组分组成:C O. 35%, Mn 2.0%,Si O. 8%, V O. 11%, Ti O. 10%, Cr 2. 0%, Ni I. 5%, W O. 8%, Nb O. 06%, Cu O. 90%,P^o. 034%、S^O. 050%,余量为Fe及不可避免的夹杂质;将含有上述组分的模具钢加热至650-660°C,保温5小时,炉冷至280°C,保温3小时,再加热至650_660°C,保温32小时,以40°C /小时冷却至400°C,再以20°C /小时,冷却至常温;再将模具钢在_190°C左右液氮中处理5-6小时;再升至室温,保存24-36小时后,再加热至240-260°C,保温2_3小时,空冷;接着磷化处理,在常温下将模具钢在热火封闭,温度为280-300°C,采用PH值为8的表面调整剂处理l_2min,经滴空l_2min后,采用磷化剂处理15_20min,再经滴空l_2min后,米用清水清洗。
[0011] 模具钢基体的金属结构具有下贝氏体的初生相,本发明的力学性能检测数据如下:
经检测性能指标如下:
硬度 HRC :60-67抗弯强度:2400-2800Mpa冲击韧性:60-74J/cm2抗压强度:2100-2300 Mpa耐磨性:达到D2。

Claims (2)

1.冷冲模用模具钢,其特征在于,模具钢基体由下述质量百分比的组分组成:CO. 23-0. 35%, Mn I. 4-2. 0%, Si O. 8-1. 5%, V O. 11-0. 15%, MoO. 20-0. 56%, Cr O. 8-2. 0%, NiO. 4-1. 5%, W O. 21-0. 8%, Al O. 2-0. 3%, V O. 30%-1. 20%, P 彡 O. 034%、S 彡 O. 050%,余量为Fe及不可避免的夹杂质;制备步骤如下:将含有上述组分的模具钢加热至650-760°C,保温5-6小时,炉冷至280_320°C,保温3-5小时,再加热至650-690°C,保温32小时,以40°C /小时冷却至400°C,再以20°C /小时,冷却至常温;再将模具钢在-190°C左右液氮中处理5-6小时;再升至室温,保存24-36小时后,再加热至240-260°C,保温2-3小时,空冷;接着磷化处理,在常温下将模具钢在热火封闭,温度为280-300°C,采用PH值为8的表面调整剂处理l_2min,经滴空l_2min后,采用磷化剂处理15-20min,再经滴空l_2min后,采用清水清洗。
2.根据权利要求I所述冷冲模用模具钢,其特征在于,所述的模具钢基体的金属结构具有下贝氏体的初生相,并且所述模具钢具有HRC36〜47的硬度。
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