CN113061801A - 一种耐蚀镜面模具钢及制造方法 - Google Patents

一种耐蚀镜面模具钢及制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐蚀镜面模具钢及制造方法，包括以下步骤：步骤一：钢液的冶炼工序；步骤二：钢坯的铸造工序；步骤三：钢坯的前退火工序；步骤四：钢坯的锻造工序；步骤五：锻造后退火工序；步骤六：热处理工序；步骤七：抛丸处理工序；步骤八：酸洗处理工序：步骤九：表面抛光处理工序，本发明的镜面模具钢中加入了铌元素，对提高镜面模具钢的力学性能十分有利，且铌元素可以有效提高镜面模具钢的耐腐蚀性能，并通过在热处理工序之后，通过使用抛丸机对镜面模具钢的表面进行抛丸处理，从而有效提高镜面模具钢的表面强度。从而提高镜面模具钢后期实际使用时的耐磨性，从而有效提高其使用寿命。

Description

一种耐蚀镜面模具钢及制造方法
技术领域
本发明涉及电解铜箔表面处理领域，具体为一种耐蚀镜面模具钢及制造方法。
背景技术
家电用品零件、机电工业零部件、橡胶制品、陶瓷制品、塑料制品等大都采用模具成型，因此，模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和产品的开发能力。然而，由于长时间受到较高的温度、压力、应力等复杂因素的影响，模具失效经常发生，主要表现在形状变化、尺寸超差等方面，其基本的失效形式表现为：表面磨损和腐蚀、断裂、变形和模具的意外损坏。因此，好的模具钢需要具有较高的耐磨性、耐腐蚀性、强度、硬度等性能。其中，塑料模具钢作为模具钢中产量最多、比例最大的品种，在近年来发展势头强劲，对产品的质量也提出了越来越高的要求，但是传统的模具钢，其表面平整度较差，且其硬度较低，从而影响到最终浇筑成型产品的质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐蚀镜面模具钢及制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐蚀镜面模具钢的制造方法，包括以下步骤：
步骤一：钢液的冶炼工序；
步骤二：钢坯的铸造工序；
步骤三：钢坯的前退火工序；
步骤四：钢坯的锻造工序；
步骤五：锻造后退火工序；
步骤六：热处理工序；
步骤七：抛丸处理工序；
步骤八：酸洗处理工序：
步骤九：表面抛光处理工序。
优选的，所述耐蚀镜面模具钢成分及重量百分比为：本发明提供了耐腐蚀镜面模具钢，化学成分按重量百分比计为：C：0.35-0.45％，Cr：12-15％，Co：0.01-0.05％，Mn：0.4-0.7％，Si：0.35-0.55％，Mo：0.08-0.20％，Ni：0.10-0.30％，W：0.08-0.30％，V：0.10-0.30％，Ti：0.01-0.05％，P：0.01-0.02％，Nb：0.1-0.3％，S：0.01-0.02％，余量为Fe。
优选的，所述钢坯的前退火工序中一区温度范围为450-500℃，二区温度范围为500-600℃，三区温度范围为500-600℃，四区温度范围为500-600℃，五区温度范围为500-600℃，六区温度范围为450-500℃，且每个区处理时间为05h，共计3h。
优选的，所述钢坯的锻造工序中，其精锻机锻造前，先将钢坯加热至1200～1240℃，保温6～8h后出炉，然后开始锻造，第一个锻造道次和最后一个锻造道次的锻比为1.2-1.4；其余锻造道次的锻比为1.40～1.65，其锻造道次的进料速度为2.4～5.8m/min，出料速度为3～7m/min；其空载道次的进料速度和出料速度均为15～20m/min，且锻造道次中，最后一个锻造道次的锤头锻造频次为200-240次/min，其余锻造道次的锤头锻造频次为160-180次/min。
优选的，所述锻造后退火工序中一区温度范围为600-650℃，二区温度范围为650-700℃，三区温度范围为650-700℃，四区温度范围为650-700℃，五区温度范围为650-700℃，六区温度范围为600-650℃，且每个区处理时间为05h，共计3h。
优选的，所述热处理工序中，经过锻造后退火工序处理的钢坯被运送到台车炉中进行热处理，其台车炉在加热之后，其保温处理温度为800-950℃，且其钢坯的保温时间为2-3h。
优选的，所述抛丸处理工序中抛丸操作时，抛丸机控制丸流量1000～1200kg/min、加料因子为1.0～1.5k、抛丸速度为65～78m/s。
优选的，所述酸洗处理工序中，其酸洗用酸液为混合酸，其混合酸由硫酸、盐酸、硝酸加水以一定配比制成，且硫酸、盐酸、硝酸的质量分数配比为2:3:1。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的镜面模具钢中加入了铌元素，微量的铌加入镜面模具钢中能够形成稳定的难熔化合物，强烈阻碍奥氏体晶粒长大，细化铸态组织，对提高镜面模具钢的力学性能十分有利，此外，铌元素可促使镜面模具钢在浇筑液的浇筑过程中，电荷传递电阻随腐蚀时间延长而增大，从而提高镜面模具钢的耐腐蚀性能，并通过在热处理工序之后，通过使用抛丸机对镜面模具钢的表面进行抛丸处理，从而有效提高镜面模具钢的表面强度。从而提高镜面模具钢后期实际使用时的耐磨性，从而有效提高其使用寿命。
具体实施方式
下面将对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明提供一种技术方案：一种耐蚀镜面模具钢及制造方法，包括以下步骤：
步骤一：钢液的冶炼工序；
步骤二：钢坯的铸造工序；
步骤三：钢坯的前退火工序，其钢坯的前退火工序中一区温度范围为450℃，二区温度范围为550℃，三区温度范围为550℃，四区温度范围为550℃，五区温度范围为550℃，六区温度范围为450℃，且每个区处理时间为05h，共计3h；
步骤四：钢坯的锻造工序，其钢坯的锻造工序中，其精锻机锻造前，先将钢坯加热至1200℃，保温7h后出炉，然后开始锻造，第一个锻造道次和最后一个锻造道次的锻比为1.3；其余锻造道次的锻比为1.6，其锻造道次的进料速度为4m/min，出料速度为5m/min；其空载道次的进料速度和出料速度均为18m/min，且锻造道次中，最后一个锻造道次的锤头锻造频次为240次/min，其余锻造道次的锤头锻造频次为180次/min；
步骤五：锻造后退火工序，其锻造后退火工序中一区温度范围为650℃，二区温度范围为700℃，三区温度范围为700℃，四区温度范围为700℃，五区温度范围为700℃，六区温度范围为650℃，且每个区处理时间为05h，共计3h；
步骤六：热处理工序，其热处理工序中，经过锻造后退火工序处理的钢坯被运送到台车炉中进行热处理，其台车炉在加热之后，其保温处理温度为900℃，且其钢坯的保温时间为3h；
步骤七：抛丸处理工序，其抛丸处理工序中抛丸操作时，抛丸机控制丸流量1100kg/min、加料因子为1.4k、抛丸速度为75m/s；
步骤八：酸洗处理工序，其酸洗工序中所用酸液为混合酸，其混合酸由硫酸、盐酸、硝酸加水以一定配比制成，且硫酸、盐酸、硝酸的质量分数配比为2:3:1：
步骤九：表面抛光处理工序。
其中：耐蚀镜面模具钢成分及重量百分比为：本发明提供了耐腐蚀镜面模具钢，化学成分按重量百分比计为：C：0.4％，Cr：14％，Co：0.03％，Mn：0.6％，Si：0.45％，Mo：0.15％，Ni：0.2％，W：0.22％，V：0.25％，Ti：0.04％，P：0.02％，Nb：0.1％，S：0.02％，余量为Fe。
实施例二
本发明提供一种技术方案：一种耐蚀镜面模具钢及制造方法，包括以下步骤：
步骤一：钢液的冶炼工序；
步骤二：钢坯的铸造工序；
步骤三：钢坯的前退火工序，其钢坯的前退火工序中一区温度范围为450℃，二区温度范围为550℃，三区温度范围为550℃，四区温度范围为550℃，五区温度范围为550℃，六区温度范围为450℃，且每个区处理时间为05h，共计3h；
步骤四：钢坯的锻造工序，其钢坯的锻造工序中，其精锻机锻造前，先将钢坯加热至1200℃，保温7h后出炉，然后开始锻造，第一个锻造道次和最后一个锻造道次的锻比为1.3；其余锻造道次的锻比为1.6，其锻造道次的进料速度为4m/min，出料速度为5m/min；其空载道次的进料速度和出料速度均为18m/min，且锻造道次中，最后一个锻造道次的锤头锻造频次为240次/min，其余锻造道次的锤头锻造频次为180次/min；
步骤五：锻造后退火工序，其锻造后退火工序中一区温度范围为650℃，二区温度范围为700℃，三区温度范围为700℃，四区温度范围为700℃，五区温度范围为700℃，六区温度范围为650℃，且每个区处理时间为05h，共计3h；
步骤六：热处理工序，其热处理工序中，经过锻造后退火工序处理的钢坯被运送到台车炉中进行热处理，其台车炉在加热之后，其保温处理温度为900℃，且其钢坯的保温时间为3h；
步骤七：抛丸处理工序，其抛丸处理工序中抛丸操作时，抛丸机控制丸流量1100kg/min、加料因子为1.4k、抛丸速度为75m/s；
步骤八：酸洗处理工序，其酸洗工序中所用酸液为混合酸，其混合酸由硫酸、盐酸、硝酸加水以一定配比制成，且硫酸、盐酸、硝酸的质量分数配比为2:3:1：
步骤九：表面抛光处理工序。
其中：耐蚀镜面模具钢成分及重量百分比为：本发明提供了耐腐蚀镜面模具钢，化学成分按重量百分比计为：C：0.4％，Cr：14％，Co：0.03％，Mn：0.6％，Si：0.45％，Mo：0.15％，Ni：0.2％，W：0.22％，V：0.25％，Ti：0.04％，P：0.02％，Nb：0.2％，S：0.02％，余量为Fe。
实施例三
本发明提供一种技术方案：一种耐蚀镜面模具钢及制造方法，包括以下步骤：
步骤一：钢液的冶炼工序；
步骤二：钢坯的铸造工序；
步骤三：钢坯的前退火工序，其钢坯的前退火工序中一区温度范围为450℃，二区温度范围为550℃，三区温度范围为550℃，四区温度范围为550℃，五区温度范围为550℃，六区温度范围为450℃，且每个区处理时间为05h，共计3h；
步骤四：钢坯的锻造工序，其钢坯的锻造工序中，其精锻机锻造前，先将钢坯加热至1200℃，保温7h后出炉，然后开始锻造，第一个锻造道次和最后一个锻造道次的锻比为1.3；其余锻造道次的锻比为1.6，其锻造道次的进料速度为4m/min，出料速度为5m/min；其空载道次的进料速度和出料速度均为18m/min，且锻造道次中，最后一个锻造道次的锤头锻造频次为240次/min，其余锻造道次的锤头锻造频次为180次/min；
步骤五：锻造后退火工序，其锻造后退火工序中一区温度范围为650℃，二区温度范围为700℃，三区温度范围为700℃，四区温度范围为700℃，五区温度范围为700℃，六区温度范围为650℃，且每个区处理时间为05h，共计3h；
步骤六：热处理工序，其热处理工序中，经过锻造后退火工序处理的钢坯被运送到台车炉中进行热处理，其台车炉在加热之后，其保温处理温度为900℃，且其钢坯的保温时间为3h；
步骤七：抛丸处理工序，其抛丸处理工序中抛丸操作时，抛丸机控制丸流量1100kg/min、加料因子为1.4k、抛丸速度为75m/s；
步骤八：酸洗处理工序，其酸洗工序中所用酸液为混合酸，其混合酸由硫酸、盐酸、硝酸加水以一定配比制成，且硫酸、盐酸、硝酸的质量分数配比为2:3:1：
步骤九：表面抛光处理工序。
其中：耐蚀镜面模具钢成分及重量百分比为：本发明提供了耐腐蚀镜面模具钢，化学成分按重量百分比计为：C：0.4％，Cr：14％，Co：0.03％，Mn：0.6％，Si：0.45％，Mo：0.15％，Ni：0.2％，W：0.22％，V：0.25％，Ti：0.04％，P：0.02％，Nb：0.3％，S：0.02％，余量为Fe。
实施例四
步骤一：钢液的冶炼工序；
步骤二：钢坯的铸造工序；
步骤三：钢坯的前退火工序，其钢坯的前退火工序中一区温度范围为450℃，二区温度范围为550℃，三区温度范围为550℃，四区温度范围为550℃，五区温度范围为550℃，六区温度范围为450℃，且每个区处理时间为05h，共计3h；
步骤四：钢坯的锻造工序，其钢坯的锻造工序中，其精锻机锻造前，先将钢坯加热至1200℃，保温7h后出炉，然后开始锻造，第一个锻造道次和最后一个锻造道次的锻比为1.3；其余锻造道次的锻比为1.6，其锻造道次的进料速度为4m/min，出料速度为5m/min；其空载道次的进料速度和出料速度均为18m/min，且锻造道次中，最后一个锻造道次的锤头锻造频次为240次/min，其余锻造道次的锤头锻造频次为180次/min；
步骤五：锻造后退火工序，其锻造后退火工序中一区温度范围为650℃，二区温度范围为700℃，三区温度范围为700℃，四区温度范围为700℃，五区温度范围为700℃，六区温度范围为650℃，且每个区处理时间为05h，共计3h；
步骤六：热处理工序，其热处理工序中，经过锻造后退火工序处理的钢坯被运送到台车炉中进行热处理，其台车炉在加热之后，其保温处理温度为900℃，且其钢坯的保温时间为3h；
步骤七：抛丸处理工序，未经过抛丸处理；
步骤八：酸洗处理工序，其酸洗工序中所用酸液为混合酸，其混合酸由硫酸、盐酸、硝酸加水以一定配比制成，且硫酸、盐酸、硝酸的质量分数配比为2:3:1：
步骤九：表面抛光处理工序。
其中：耐蚀镜面模具钢成分及重量百分比为：本发明提供了耐腐蚀镜面模具钢，化学成分按重量百分比计为：C：0.4％，Cr：14％，Co：0.03％，Mn：0.6％，Si：0.45％，Mo：0.15％，Ni：0.2％，W：0.22％，V：0.25％，Ti：0.04％，P：0.02％，Nb：0.3％，S：0.02％，余量为Fe。
通过对上述四组实施例与对比例进行对比实验结果，其实施例一、实施例二、实施例三中的所形成的耐蚀镜面模具钢，由于三者耐蚀镜面模具钢中铌元素含量的逐渐增加，其三者的耐腐蚀性强度为呈逐渐增加的趋势进行排布，因此根据其三组数据的对比，可以得出，施例一、实施例二、实施例三中的三个方案之中，实施例三之中的试验方案最优，而根据实施例三和实施例四的比较，实施例四中由于未进行抛丸处理工序，其耐蚀镜面模具钢的表面强度相较于实施例三中的耐蚀镜面模具钢的表面强度有所下降，从而得出抛丸处理工序会对耐蚀镜面模具钢的表面强度有一定的增强作用，综上所述，实施例一至四之中，实施例三的方案最优。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种耐蚀镜面模具钢，其特征在于，所述耐蚀镜面模具钢成分及重量百分比为：本发明提供了耐腐蚀镜面模具钢，化学成分按重量百分比计为：C：0.35-0.45％，Cr：12-15％，Co：0.01-0.05％，Mn：0.4-0.7％，Si：0.35-0.55％，Mo：0.08-0.20％，Ni：0.10-0.30％，W：0.08-0.30％，V：0.10-0.30％，Ti：0.01-0.05％，P：0.01-0.02％，Nb：0.1-0.3％，S：0.01-0.02％，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种耐蚀镜面模具钢，其特征在于：所述耐蚀镜面模具钢的制造方法包括以下步骤：
步骤一：钢液的冶炼工序；
步骤二：钢坯的铸造工序；
步骤三：钢坯的前退火工序；
步骤四：钢坯的锻造工序；
步骤五：锻造后退火工序；
步骤六：热处理工序；
步骤七：抛丸处理工序；
步骤八：酸洗处理工序：
步骤九：表面抛光处理工序。
3.根据权利要求2所述的一种耐蚀镜面模具钢的制造方法，其特征在于：所述钢坯的前退火工序中一区温度范围为450-500℃，二区温度范围为500-600℃，三区温度范围为500-600℃，四区温度范围为500-600℃，五区温度范围为500-600℃，六区温度范围为450-500℃，且每个区处理时间为05h，共计3h。
4.根据权利要求2所述的一种耐蚀镜面模具钢的制造方法，其特征在于：所述钢坯的锻造工序中，其精锻机锻造前，先将钢坯加热至1200～1240℃，保温6～8h后出炉，然后开始锻造，第一个锻造道次和最后一个锻造道次的锻比为1.2-1.4；其余锻造道次的锻比为1.40～1.65，其锻造道次的进料速度为2.4～5.8m/min，出料速度为3～7m/min；其空载道次的进料速度和出料速度均为15～20m/min，且锻造道次中，最后一个锻造道次的锤头锻造频次为200-240次/min，其余锻造道次的锤头锻造频次为160-180次/min。
5.根据权利要求2所述的一种耐蚀镜面模具钢的制造方法，其特征在于：所述锻造后退火工序中一区温度范围为600-650℃，二区温度范围为650-700℃，三区温度范围为650-700℃，四区温度范围为650-700℃，五区温度范围为650-700℃，六区温度范围为600-650℃，且每个区处理时间为05h，共计3h。
6.根据权利要求2所述的一种耐蚀镜面模具钢的制造方法，其特征在于：所述热处理工序中，经过锻造后退火工序处理的钢坯被运送到台车炉中进行热处理，其台车炉在加热之后，其保温处理温度为800-950℃，且其钢坯的保温时间为2-3h。
7.根据权利要求2所述的一种耐蚀镜面模具钢的制造方法，其特征在于：所述抛丸处理工序中抛丸操作时，抛丸机控制丸流量1000～1200kg/min、加料因子为1.0～1.5k、抛丸速度为65～78m/s。
8.根据权利要求2所述的一种耐蚀镜面模具钢的制造方法，其特征在于：所述酸洗处理工序中，其酸洗用酸液为混合酸，其混合酸由硫酸、盐酸、硝酸加水以一定配比制成，且硫酸、盐酸、硝酸的质量分数配比为2:3:1。
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