CN107385356A - 一种汽车零部件压缩模具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车零部件压缩模具，由钢材浇铸而成，所述钢材包括以下重量百分比的原料：C 1.10～1.25，Si 0.35～0.45，Mn 0.45～0.55，Cr 1.25～1.65，Al 0.55～0.65，W 1.2～1.6，VC 1.5～1.8，Mo 0.20～0.40，Ni 0.25～0.35，Cu 0.35～0.45，B 0.55～0.70，S ≤ 0.03，P ≤ 0.03，余量Fe。本发明提出的模具所用的钢材各组分比例合理，性能优越，且制备的模具耐热性能和耐压性能好，挤压变形小，使用寿命长，使用成本低，在钢材熔液的制备过脱碳效果好。

Description

一种汽车零部件压缩模具
技术领域
本发明涉及机械设备材料技术领域，尤其涉及一种汽车零部件压缩模具。
背景技术
汽车零部件的种类繁多，大部分零件的生产方式采用模具生产而成，尤其是对于塑料材质的零部件的生产。在汽车零部件生产过程中使用的模具，大部分由动模和定模两部分组成，二者可分可合，当两者分开时取出制件，合拢时使坯料注入模具型腔成形。
汽车零部件的胚料在模具中要经过加压、冷却成型再脱模才能得到汽车零部件的半成品。在胚料的加工过程中加压操作对模具内胚料的性质起着至关重要的作用，对胚料施加合理的压力虽然可以使胚料在下模间隙内挤压成型，但同时也会使模具承受着一定的压力，这就给模具带来了一定的损耗。随着汽车的销售量增大，汽车零部件的需求量也随着增大，生产车间内的生产设备也是无间断的运行，这就使得模具的工作频率普遍偏高。
现有的生产汽车零部件用的模具通常使用的是GCr15号钢材，GCr15号钢材具有优异的耐磨性能，但其抗压能力和耐热性能均有待提高，GCr15号钢材所制成的模具长期在高温条件下承受压力会使得模具本体发生变形的现象，导致模具超差，进而使生产的产品尺寸与理论的产品尺寸存在较大的误差，所以GCr15号钢材制成的模具在使用一段时间后就要对模具进行维修或者更换，致使模具的使用寿命普遍偏短，进而提高了产品的生产成本，而且频繁的维修或者更换模具又会影响产品的生产，降低产品的生产效率。
基于现有模具的上述缺陷，本发明提出了一种具有优异的耐热、耐压性能的汽车零部件压缩模具的新型钢材，并且利用新型钢材制备了汽车零部件的压缩模具。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种汽车零部件压缩模具。
一种汽车零部件压缩模具，由钢材浇铸而成，所述钢材包括以下重量百分比的原料：C 1.10～1.25，Si 0.35～0.45，Mn 0.45～0.55，Cr 1.25～1.65，Al 0.55～0.65，W 1.2～1.6，VC 1.5～1.8，Mo 0.20～0.40，Ni 0.25～0.35，Cu 0.35～0.45，B 0.55～0.70，S ≤0.03，P ≤ 0.03，余量Fe。
优选的，所述钢材包括以下重量百分比的原料：C 1.15～1.20，Si 0.35～0.45，Mn0.45～0.55，Cr 1.35～1.55，Al 0.55～0.65，W 1.3～1.5，VC 1.6～1.8，Mo 0.25～0.35，Ni 0.25～0.35，Cu 0.35～0.45，B 0.60～0.70，S ≤ 0.03，P ≤ 0.03，余量Fe。
优选的，所述钢材包括以下重量百分比的原料：C 1.20，Si 0.40，Mn 0.50，Cr1.45，Al 0.60，W 1.4，VC 1.7，Mo 0.30，Ni 0.30，Cu 0.40，B 0.65，S ≤ 0.03，P ≤ 0.03，余量Fe。
优选的，所述VC的粒径为10～50nm，且VC中C的含量在22%以上。
优选的，所述钢材原料中Ni + Cu 的总含量不大于钢材总量的0.7%。
优选的，所述钢材来源于用废钢和铬铁。
本发明还提出了一种汽车零部件压缩模具的制备方法，包括以下步骤：
S1：钢材混合熔液的制备，将钢材原料熔化后，对熔炼液进行检验，并调整成分含量，然后持续通入10～20min的惰性气体，并在惰性气体的保护下加入精炼剂，反应15～30min，即得纯净的钢材混合熔液；
S2：半成品的制备，将纯净的钢材混合熔液浇铸成模具的基本形状，并清理铸件，即得模具半成品；
S3：后处理，将S2步骤中制备的模具半成品上涂抹渗碳剂，并于800～900℃的条件下进行渗碳处理2～4h，渗碳结束后经淬火操作，并将淬火后的模具进行清洗，再放入150～170℃的加热炉中进行回火，并保温2～3h后出炉，冷却到室温即得模具成品。
优选的，所述惰性气体的流量为1800～2000Nm3/min。
本发明提出的模具所用的钢材各组分比例合理，性能优越，根据本发明提出的钢材制备的模具耐热性能和耐压性能好，挤压变形小，使用寿命长，使用成本低，在钢材熔液的制备过脱碳效果好；在钢材的原料中加入合理比例的W，使钢材的耐热能力显著提高，且B的熔入可以辅助W提高钢材熔液的耐温变性能，加入纳米级别的VC对钢材的硬度、耐磨性能以及抗挤压性能均具有良好的调节作用，而且在模具的制备过程中采用合理的温度和条件下并使用渗碳、淬火、清洗和回火相结合的后处理方式，可以辅助增强模具的耐磨性能，且惰性气体的流量控制合理，使钢材混合熔液的脱碳效果好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种汽车零部件压缩模具，由钢材浇铸而成，所述钢材包括以下重量百分比的原料：C 1.15，Si 0.35，Mn 0.50，Cr 1.55，Al 0.60，W 1.4，VC 1.6，Mo 0.40，Ni0.25，Cu 0.40，B 0.65，S ≤ 0.03，P ≤ 0.03，余量Fe。
其制备方法，包括以下步骤：
S1：钢材混合熔液的制备，将废钢和铬铁熔化后，对熔炼液进行检验，并调整成分含量，然后持续通入20min的惰性气体，且惰性气体的流量为2000Nm3/min，并在惰性气体的保护下加入精炼剂，反应20min，即得纯净的钢材混合熔液；
S2：半成品的制备，将纯净的钢材混合熔液浇铸成模具的基本形状，并清理铸件，即得模具半成品；
S3：后处理，将S2步骤中制备的模具半成品上涂抹渗碳剂，并于850℃的条件下进行渗碳处理4h，渗碳结束后经淬火操作，并将淬火后的模具进行清洗，再放入170℃的加热炉中进行回火，并保温2h后出炉，冷却到室温即得模具成品。
本发明中，所述VC的粒径为10～50nm，且VC中C的含量在22%以上。
实施例二
本发明提出的一种汽车零部件压缩模具，由钢材浇铸而成，所述钢材包括以下重量百分比的原料：C 1.20，Si 0.40，Mn 0.50，Cr 1.45，Al 0.60，W 1.4，VC 1.7，Mo 0.30，Ni0.30，Cu 0.40，B 0.65，S ≤ 0.03，P ≤ 0.03，余量Fe。
其制备方法，包括以下步骤：
S1：钢材混合熔液的制备，将废钢和铬铁熔化后，对熔炼液进行检验，并调整成分含量，然后持续通入20min的惰性气体，且惰性气体的流量为1900Nm3/min并在惰性气体的保护下加入精炼剂，反应20min，即得纯净的钢材混合熔液；
S2：半成品的制备，将纯净的钢材混合熔液浇铸成模具的基本形状，并清理铸件，即得模具半成品；
S3：后处理，将S2步骤中制备的模具半成品上涂抹渗碳剂，并于900℃的条件下进行渗碳处理2h，渗碳结束后经淬火操作，并将淬火后的模具进行清洗，再放入160℃的加热炉中进行回火，并保温3h后出炉，冷却到室温即得模具成品。
本发明中，所述VC的粒径为10～50nm，且VC中C的含量在22%以上。
实施例三
本发明提出的一种汽车零部件压缩模具，由钢材浇铸而成，所述钢材包括以下重量百分比的原料：C 1.25，Si 0.45，Mn 0.45，Cr 1.35，Al 0.65，W 1.6，VC 1.6，Mo 0.35，Ni0.35，Cu 0.35，B 0.55，S ≤ 0.03，P ≤ 0.03，余量Fe。
其制备方法，包括以下步骤：
S1：钢材混合熔液的制备，将废钢熔化后，对熔炼液进行检验，并调整成分含量，然后持续通入10min的惰性气体，且惰性气体的流量为1800Nm3/min并在惰性气体的保护下加入精炼剂，反应30min，即得纯净的钢材混合熔液；
S2：半成品的制备，将纯净的钢材混合熔液浇铸成模具的基本形状，并清理铸件，即得模具半成品；
S3：后处理，将S2步骤中制备的模具半成品上涂抹渗碳剂，并于900℃的条件下进行渗碳处理2h，渗碳结束后经淬火操作，并将淬火后的模具进行清洗，再放入150℃的加热炉中进行回火，并保温3h后出炉，冷却到室温即得模具成品。
本发明中，所述VC的粒径为10～50nm，且VC中C的含量在22%以上。
实施例四
本发明提出的一种汽车零部件压缩模具，由钢材浇铸而成，所述钢材包括以下重量百分比的原料：C 1.10，Si 0.45，Mn 0.50，Cr 1.60，Al 0.65，W 1.2，VC 1.8，Mo 0.35，Ni0.25，Cu 0.45，B 0.70，S ≤ 0.03，P ≤ 0.03，余量Fe。
其制备方法，包括以下步骤：
S1：钢材混合熔液的制备，将废钢和铬铁熔化后，对熔炼液进行检验，并调整成分含量，然后持续通入15min的惰性气体，且惰性气体的流量为1900Nm3/min并在惰性气体的保护下加入精炼剂，反应15min，即得纯净的钢材混合熔液；
S2：半成品的制备，将纯净的钢材混合熔液浇铸成模具的基本形状，并清理铸件，即得模具半成品；
S3：后处理，将S2步骤中制备的模具半成品上涂抹渗碳剂，并于850℃的条件下进行渗碳处理4h，渗碳结束后经淬火操作，并将淬火后的模具进行清洗，再放入170℃的加热炉中进行回火，并保温2h后出炉，冷却到室温即得模具成品。
本发明中，所述VC的粒径为10～50nm，且VC中C的含量在22%以上。
分别对实施例一～四制备的模具性能检测，检测结果如下：
实施例 一 二 三 四
硬度（HRC） 65 67 64 61
耐磨性（铁矿磨耗g/t矿石） 238 244 236 233
检测结果显示，实施例一～四制备的模具硬度适中，均在61～67HRC，且实施例一～四制备的模具均具有优异的耐磨性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种汽车零部件压缩模具，由钢材浇铸而成，其特征在于，所述钢材包括以下重量百分比的原料：C 1.10～1.25，Si 0.35～0.45，Mn 0.45～0.55，Cr 1.25～1.65，Al 0.55～0.65，W 1.2～1.6，VC 1.5～1.8，Mo 0.20～0.40，Ni 0.25～0.35，Cu 0.35～0.45，B 0.55～0.70，S≤0.03，P≤0.03，余量Fe。
2.根据权利要求1所述的一种汽车零部件压缩模具，其特征在于，所述钢材包括以下重量百分比的原料：C 1.15～1.20，Si 0.35～0.45，Mn 0.45～0.55，Cr 1.35～1.55，Al 0.55～0.65，W 1.3～1.5，VC 1.6～1.8，Mo 0.25～0.35，Ni 0.25～0.35，Cu 0.35～0.45，B0.60～0.70，S≤0.03，P≤0.03，余量Fe。
3.根据权利要求1所述的一种汽车零部件压缩模具，其特征在于，所述钢材包括以下重量百分比的原料：C 1.20，Si 0.40，Mn 0.50，Cr 1.45，Al 0.60，W 1.4，VC 1.7，Mo 0.30，Ni0.30，Cu 0.40，B 0.65，S≤0.03，P≤0.03，余量Fe。
4.根据权利要求1所述的一种汽车零部件压缩模具，其特征在于，所述VC的粒径为10～50nm，且VC中C的含量在22％以上。
5.根据权利要求1所述的一种汽车零部件压缩模具，其特征在于，所述钢材原料中Ni+Cu的总含量不大于钢材总量的0.7％。
6.根据权利要求1所述的一种汽车零部件压缩模具，其特征在于，所述钢材来源于用废钢和铬铁。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的一种汽车零部件压缩模具，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
S1：钢材混合熔液的制备，将钢材原料熔化后，对熔炼液进行检验，并调整成分含量，然后持续通入10～20min的惰性气体，并在惰性气体的保护下加入精炼剂，反应15～30min，即得纯净的钢材混合熔液；
S2：半成品的制备，将纯净的钢材混合熔液浇铸成模具的基本形状，并清理铸件，即得模具半成品；
S3：后处理，将S2步骤中制备的模具半成品上涂抹渗碳剂，并于800～900℃的条件下进行渗碳处理2～4h，渗碳结束后经淬火操作，并将淬火后的模具进行清洗，再放入150～170℃的加热炉中进行回火，并保温2～3h后出炉，冷却到室温即得模具成品。
8.根据权利要求7所述的一种汽车零部件压缩模具，其特征在于，所述惰性气体的流量为1800～2000Nm3/min。
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