CN113355599A - 高抛光预硬化塑胶模具钢及其制造工艺 - Google Patents
高抛光预硬化塑胶模具钢及其制造工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113355599A CN113355599A CN202110567786.5A CN202110567786A CN113355599A CN 113355599 A CN113355599 A CN 113355599A CN 202110567786 A CN202110567786 A CN 202110567786A CN 113355599 A CN113355599 A CN 113355599A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- percent
- steel
- heat treatment
- content
- plastic mold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 229910001214 P-type tool steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 98
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 98
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 62
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 24
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 24
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims abstract description 24
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 24
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 19
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 10
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 4
- 238000010274 multidirectional forging Methods 0.000 claims description 3
- 238000009849 vacuum degassing Methods 0.000 claims description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 abstract description 22
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 10
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 208000034530 PLAA-associated neurodevelopmental disease Diseases 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Forging (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本申请涉及模具钢技术领域，具体公开了一种高抛光预硬化塑胶模具钢及其制造工艺。高抛光预硬化塑胶模具钢由包括以下质量百分比的原料制成：碳0.10%～0.50%，硅0.00%～0.40%，锰0.50%～2.30%，铬0.50%～1.50%，钨0.20%～1.50%，钼0.40～1.20%，钒0.00%～0.20%，磷0.00%～0.015%，硫0.00%～0.005%，硼0.002%～0.008%，镍0.60%～2.00%，铌0.06%～0.12%，铈0.04～0.08，镨0.04～0.08，余量为铁；其制造工艺包括：冶炼、高温扩散热处理、锻造热加工、锻后热处理、扩氢退火、预硬化处理和回火热处理。本申请的塑胶模具钢具有较高的强度和良好的抛光性。
Description
技术领域
本申请涉及模具钢技术领域，更具体地说，它涉及一种高抛光预硬化塑胶模具钢及其制造工艺
背景技术
随着现代化进程加快，制造业的不断发展，在汽车制造业、家用电器、通讯设备等领域对塑胶模具的需求也越来越多，同时对塑胶模具的性能要求也越来越高。
相关技术中常见的塑胶模具钢为进口的718模具钢，该钢经预硬化处理，材质均匀，洁净度高，同时还具有良好的机械性能和可加工性，加工工艺简单，因此广泛应用于塑胶模具的制造中。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：718模具钢的抛光性不能适应某些塑料的加工成型，如PLA等加工粘结度较高的塑料在塑胶模具中成型时，塑料容易粘结在模具表面，影响模具使用和塑料产品质量。
发明内容
为了提升模具钢的抛光性能、淬透性和淬硬性等综合性能，本申请提供一种高抛光预硬化塑胶模具钢及其制造工艺。
本申请提供的一种高抛光预硬化塑胶模具钢及其制造工艺采用如下的技术方案：
第一方面，本申请提供一种高抛光预硬化塑胶模具钢，采用如下的技术方案：
一种高抛光预硬化塑胶模具钢，由包括以下质量百分比的原料制成：碳0.10％～0.50％，硅0.00％～0.40％，锰0.50％～2.30％，铬0.50％～1.50％，钨0.20％～1.50％，钼0.40～1.20％，钒0.00％～0.20％，磷0.00％～0.015％，硫0.00％～0.005％，硼0.002％～0.008％，镍0.60％～2.00％，铌0.06％～0.12％，铈0.04～0.08，镨0.04～0.08，余量为铁。
通过采用上述技术方案，钼和钨能够提升模具钢材的淬透性和淬硬性；少量的碳能够提升钢的硬度均匀性，少量的铌能够有效细化钢的晶粒，提升成分均匀性，使预硬化的钢具有较高的硬度均匀性，从而增强模具钢的抛光性能；铈和镨能够进一步细化钢的晶粒，提升钢的强度，延长模具钢的使用时间；铬、钼、钒等还能在钢材制备过程中与碳形成MC型碳化物，这些碳化物互溶能够形成与基体具有共格界面关系的多元复杂析出相，能够提升材料的热稳定性；同时本申请还对钢材中各组分的含量进行了更为合理的调节，进一步提升了钢材的综合性能。
优选的，所述碳含量为0.20％～0.30％，硅含量为0.00％～0.20％，锰含量为1.00％～1.50％，铬含量为0.70％～1.20％，钨含量为0.60％～1.00％，钒含量为0.10％～0.20％，硼含量为0.003％～0.006％，镍含量为1.00％～1.50％。
通过采用上述技术方案，进一步优化调节高抛光预硬化塑胶模具钢中各个组分的含量，能够进一步提升钢材的综合性能，使钢材能够适应更多的应用场景。
优选的，所述碳含量为0.25％，硅含量为0.10％，锰含量为1.20％，铬含量为1.00％，钨含量为0.80％，钒含量为0.15％，硼含量为0.004％，镍含量为1.20％。
通过采用上述技术方案，进一步对高抛光预硬化塑胶模具钢中各组分的含量进行优化，进而提升钢材的综合性能。
优选的，所述铌和钼的重量比为1:5-7。
通过采用上述技术方案，铌和钼的重量比为1:5-7时，材料的强度更好，更利于钢材抛光，同时，铌和钼的相对原子半径接近，结构相似，二者之间形成的碳化物能够更好的互溶形成多元复杂析出相，在材料回火过程中能够进一步提升材料的热稳定性，使材料组织更稳定，进而提升材料的抛光性。
优选的，所述铈和镨的重量比为1:1-2。
通过采用上述技术方案，铈和镨能够细化钢材的晶粒，使钢材枝晶间距减小，产生的裂纹更小，进而提升钢材的强度和韧性，使钢材能够具有更好的抛光性；当铈和镨的重量比为1:1-2时能够更好的发挥这一效果。
第二方面，本申请提供一种高抛光预硬化塑胶模具钢的制造工艺，采用如下的技术方案：
一种高抛光预硬化塑胶模具钢的制造工艺，包括以下步骤：
冶炼：将各组分按照质量百分比进行配料并进行冶炼和精炼，然后进行真空脱气浇筑成钢锭；高温扩散热处理：将钢锭在1100℃～1300℃下保温10-18h；
锻造热加工：高温扩散热处理后的钢锭降温至900℃～1200℃内进行多向锻造加工，得到锻造加工钢锭；
锻造热加工：将锻造加工钢锭空冷，然后再将钢锭在850℃～950℃下保温9-16h，再进行空冷；
扩氢退火：将锻后热处理之后的钢锭在550℃～750℃下保温35-45h，然后冷却至200℃以下；预硬化处理：将扩氢退火处理后的钢锭在800℃～1000℃下保温20～30h，再冷却至200℃以下；
回火热处理：将预硬化处理后的钢锭在500℃～650℃下保温20～30h，再进行冷却得到高抛光预硬化塑胶模具钢。
通过采用上述技术方案，能够使各组分很好的溶入基体中，有效发挥各组分的作用，经过高温扩散热处理、锻造热加工、锻造热加工、扩氢退火和预硬化处理，能够使钢材具有较高的强度和韧性，提升钢材的使用时间，回火热处理步骤能够使钢材中的碳化物析出，提升钢材的热稳定性。
优选的，所述高温扩散热处理、锻后热处理、扩氢退火、预硬化处理和回火热处理步骤中的升温速率为6℃～12℃/min。
通过采用上述技术方案，各步骤中升温速率为6℃～12℃/min能够使各组分之间融合的更好，各种碳化物之间能够更好的互溶形成多元复杂析出相，提升钢材的热稳定性和强度，进而使钢材具有较高的抛光性能。
优选的，所述锻造热加工、锻后热处理、扩氢退火、预硬化处理和回火热处理步骤中的降温速率为10℃～20℃/min。
通过采用上述技术方案，降温速率为10℃～20℃/min能够提升钢材中的组织稳定性，进一步提升钢材的综合性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、钼和钨能够提升模具钢材的淬透性和淬硬性；少量的碳能够提升钢的硬度均匀性，少量的铌能够有效细化钢的晶粒，提升成分均匀性，使预硬化的钢具有较高的硬度均匀性，从而增强模具钢的抛光性能；铈和镨能够进一步细化钢的晶粒，提升钢的强度，延长模具钢的使用时间；铬、钼、钒等还能在钢材制备过程中与碳形成MC型碳化物，这些碳化物互溶能够形成与基体具有共格界面关系的多元复杂析出相，能够提升材料的热稳定性；同时本申请还对钢材中各组分的含量进行了更为合理的调节，进一步提升了钢材的综合性能；
2、铌和钼的重量比为1:5-7时，材料的强度更好，更利于钢材抛光，同时，铌和钼的相对原子半径接近，结构相似，二者之间形成的碳化物能够更好的互溶形成多元复杂析出相，在材料回火过程中能够进一步提升材料的热稳定性，使材料组织更稳定，进而提升材料的抛光性；3、制造工艺的各步骤能够使各组分很好的溶入基体中，有效发挥各组分的作用，经过高温扩散热处理、锻造热加工、锻造热加工、扩氢退火和预硬化处理，能够使钢材具有较高的强度和韧性，提升钢材的使用时间，回火热处理步骤能够使钢材中的碳化物析出，提升钢材的热稳定性。
具体实施方式
随着汽车制造业、家用电器、通讯设备等制造业的逐渐扩大，对塑胶模具钢的需要也越来越大，在对PLA等加工粘结度较大的塑料产品进行模压成型时，塑料容易粘结在模具上，降低塑料制品的品质，同时也不利于模具继续使用，因此需要模具具有高抛光性；发明人在研究中发现通过调节钼、钨、碳、铌的含量能够有效细化钢的晶粒，提升成分均匀性，使预硬化的钢具有较高的硬度均匀性，从而增强模具钢的抛光性能；同时，铈和镨能够进一步细化晶粒，进一步提升钢材的整体性能。
实施例
实施例1-6
以下以实施例1为例进行说明，高抛光预硬化塑胶模具钢的制造工艺，包括以下步骤：
冶炼：将各组分按照质量百分比进行配料并在温度为1500℃下进行冶炼和精炼，然后进行真空脱气浇筑成钢锭；
高温扩散热处理：将钢锭在1100℃下保温10h；
锻造热加工：高温扩散热处理后的钢锭降温至900℃并进行多向锻造加工，得到锻造加工钢锭；
锻后热处理：将锻造加工钢锭空冷至250℃以下，然后再将钢锭在850℃下保温9h，再进行空冷至200℃以下；
扩氢退火：将锻后热处理之后的钢锭在550℃下保温35h，然后冷却至200℃以下；
预硬化处理：将扩氢退火处理后的钢锭在800℃下保温20h，再冷却至200℃以下；
回火热处理：将预硬化处理后的钢锭在500℃下保温20h，再冷却至200℃以下，空冷至室温得到高抛光预硬化塑胶模具钢。
高温扩散热处理、锻后热处理、扩氢退火、预硬化处理和回火热处理步骤中的升温速率为6℃/min。锻造热加工、锻后热处理、扩氢退火、预硬化处理和回火热处理步骤中的降温速率为10℃/min。
如表1所示，实施例1-6的高抛光预硬化塑胶模具钢的主要区别在于钢材中各组分的质量百分含量不同。
表1
实施例7-10
如表2所示,实施例7-9与实施例与实施例5的主要区别在于模具钢中铌和钼的重量比不同，实施例10与实施例8的主要区别在于模具钢中铈和镨的重量比不同。实施例7-10的高抛光预硬化塑胶模具钢的制造工艺与实施例6相同。
表2
实施例11
实施例11与实施例8的不同之处在于：高温扩散热处理步骤中的温度为1200℃，保温时间为14h；锻造热加工步骤中的温度为1000℃；锻后热处理步骤中的温度为900℃，保温时间为13h；扩氢退火步骤中的温度为650℃，保温时间为40h；预硬化处理步骤中的温度为900℃，保温时间为25h；回火热处理步骤中的温度为600℃，保温时间为25h。
实施例12
实施例12与实施例8的不同之处在于：高温扩散热处理步骤中的温度为1300℃，保温时间为18h；锻造热加工步骤中的温度为1200℃；锻后热处理步骤中的温度为950℃，保温时间为16h；扩氢退火步骤中的温度为750℃，保温时间为45h；预硬化处理步骤中的温度为1000℃，保温时间为30h；回火热处理步骤中的温度为650℃，保温时间为30h。
实施例13
实施例13与实施例11的不同之处在于高温扩散热处理、锻后热处理、扩氢退火、预硬化处理和回火热处理步骤中的升温速率为10℃/min。
实施例14
实施例14与实施例11的不同之处在于高温扩散热处理、锻后热处理、扩氢退火、预硬化处理和回火热处理步骤中的升温速率为12℃/min。
实施例15
实施例15与实施例13的不同之处在于锻造热加工、锻后热处理、扩氢退火、预硬化处理和回火热处理步骤中的降温速率为15℃/min。
实施例16
实施例16与实施例13的不同之处在于锻造热加工、锻后热处理、扩氢退火、预硬化处理和回火热处理步骤中的降温速率为20℃/min。
对比例
对比例1
对比例1的塑胶模具钢为市售718H(ASSAB)模具钢。
性能检测试验
检测方法
拉伸强度测试：按照GB/T 2975-1标准进行拉伸强度测试，测5组数据取平均值。
冲击强度测试：按照NADCA#207-90标准进行冲击强度测试，测5组数据取平均值。
抛光度测试：按照GB/T 2523-2008标准进行粗糙度测试，测试5组数据取平均值。
上述检测结果见表3。
表3
结合实施例1-6并结合表3可以看出，实施例4-6的拉伸强度、冲击强度均高于实施例1-3，粗糙度均低于实施例1-3，粗糙度越小，抛光性能越好，其中实施例5的综合性能最优，既表现出良好的力学性能，同时还表现出了高抛光性。这说明通过调节模具钢中各组分的含量能够提升模具钢的综合性能。
结合实施例7-9和实施例5并结合表3可以看出，实施例7-9的综合性能均高于实施例5，这说明调节铌和钼的重量比能够提升模具钢的综合性能，其中实施例8的性能更优。这是由于铌和钼的相对原子半径接近，结构相似，二者之间形成的碳化物能够更好的互溶形成多元复杂析出相，在材料回火过程中能够进一步提升材料的热稳定性，使材料组织更稳定，进而提升材料的抛光性。结合实施例8和实施例10可以看出，实施例8的拉伸强度、韧性和抛光性均高于实施例10，这说明通过调节铈和镨的重量比能够提升模具钢的综合性能。这是由于铈和镨能够细化钢材的晶粒，使钢材枝晶间距减小，产生的裂纹更小，进而提升钢材的强度和韧性，使钢材能够具有更好的抛光性。
结合实施例8和实施例11-12可以看出，实施例8和实施例11-12的整体性能差异不大，这说明高温扩散热处理、锻造热加工、锻后热处理、扩氢退火、预硬化处理和回火热处理步骤中的温度和保温时间对模具钢的整体性能有一定影响，但是影响作用不大。结合实施例13-16可以看出，各实施例的整体性能差异不大，这说明高温扩散热处理、锻后热处理、扩氢退火、预硬化处理和回火热处理步骤中的升温速率和锻造热加工、锻后热处理、扩氢退火、预硬化处理和回火热处理步骤中的降温速率对模具钢的整体性能影响不大。
结合所有实施例和对比例1并结合表3可以看出，所有实施例的综合性能均高于对比例1，这说明本申请制备得到的塑胶模具钢的强度更大，抛光性更好。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种高抛光预硬化塑胶模具钢，其特征在于，由包括以下质量百分比的原料制成：碳0.10%～0.50%，硅 0.00%～0.40%，锰 0.50%～2.30%，铬 0.50%～1.50%，钨 0.20%～1.50%，钼 0.40～1.20%，钒 0.00%～0.20%，磷 0.00%～0.015%，硫 0.00%～0.005%，硼 0.002%～0.008%，镍 0.60%～2.00%，铌 0.06%～0.12%，铈 0.04～0.08，镨 0.04～0.08，余量为铁。
2.根据权利要求1所述的高抛光预硬化塑胶模具钢，其特征在于：所述碳含量为 0.20%～0.30%，硅含量为 0.00%～0.20%，锰含量为 1.00%～1.50%，铬含量为 0.70%～1.20%，钨含量为 0.60%～1.00%，钒含量为 0.10%～0.20%，硼含量为 0.003%～0.006%，镍含量为1.00%～1.50%。
3.根据权利要求2所述的高抛光预硬化塑胶模具钢，其特征在于：所述碳含量为0.25%，硅含量为 0.10%，锰含量为 1.20%，铬含量为 1.00%，钨含量为 0.80%，钒含量为0.15%，硼含量为 0.004%，镍含量为 1.20%。
4.根据权利要求1所述的高抛光预硬化塑胶模具钢，其特征在于：所述铌和钼的重量比为1:5-7。
5.根据权利要求1所述的高抛光预硬化塑胶模具钢，其特征在于：所述铈和镨的重量比为1:1-2。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的高抛光预硬化塑胶模具钢的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
冶炼：将各组分按照质量百分比进行配料并进行冶炼和精炼，然后进行真空脱气浇筑成钢锭；
高温扩散热处理：将钢锭在1100℃～1300℃下保温10-18h；
锻造热加工：高温扩散热处理后的钢锭降温至900℃～1200℃内进行多向锻造加工，得到锻造加工钢锭；
锻后热处理：将锻造加工钢锭空冷，然后再将钢锭在850℃～950℃下保温9-16h，再进行空冷；
扩氢退火：将锻后热处理之后的钢锭在550℃～750℃下保温35-45h，然后冷却至200℃以下；
预硬化处理：将扩氢退火处理后的钢锭在800℃～1000℃下保温20～30h，再冷却至200℃以下；
回火热处理：将预硬化处理后的钢锭在500℃～650℃下保温20～30h，再进行冷却得到高抛光预硬化塑胶模具钢。
7.根据权利要求6所述的高抛光预硬化塑胶模具钢的制造工艺，其特征在于：所述高温扩散热处理、锻后热处理、扩氢退火、预硬化处理和回火热处理步骤中的升温速率为6℃～12℃/min。
8.根据权利要求6所述的高抛光预硬化塑胶模具钢的制造工艺，其特征在于：所述锻造热加工、锻后热处理、扩氢退火、预硬化处理和回火热处理步骤中的降温速率为10℃～20℃/min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110567786.5A CN113355599A (zh) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | 高抛光预硬化塑胶模具钢及其制造工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110567786.5A CN113355599A (zh) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | 高抛光预硬化塑胶模具钢及其制造工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113355599A true CN113355599A (zh) | 2021-09-07 |
Family
ID=77527273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110567786.5A Pending CN113355599A (zh) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | 高抛光预硬化塑胶模具钢及其制造工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113355599A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113802068A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-17 | 建龙北满特殊钢有限责任公司 | 一种含钨的合金结构钢及其生产方法 |
| CN113881893A (zh) * | 2021-09-10 | 2022-01-04 | 北京科技大学 | 一种稀土Ce强化热作塑料模具钢 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104532154A (zh) * | 2014-04-28 | 2015-04-22 | 如皋市宏茂重型锻压有限公司 | 高硬度高抛光预硬化塑胶模具钢及其制备工艺 |
| CN105274448A (zh) * | 2015-10-08 | 2016-01-27 | 如皋市宏茂重型锻压有限公司 | 一种高抛光预硬化塑胶模具钢及其制造工艺 |
| CN107587081A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-01-16 | 张家港市广大机械锻造有限公司 | 一种高抛光预硬化模具钢及其制备工艺 |
| CN109504896A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-03-22 | 如皋市宏茂重型锻压有限公司 | 一种含铜高抛光预硬化塑胶模具钢及其制备工艺 |
| CN110257689A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-09-20 | 如皋市宏茂重型锻压有限公司 | 一种高抛光预硬化塑胶模具钢及其制备工艺 |
-
2021
- 2021-05-24 CN CN202110567786.5A patent/CN113355599A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104532154A (zh) * | 2014-04-28 | 2015-04-22 | 如皋市宏茂重型锻压有限公司 | 高硬度高抛光预硬化塑胶模具钢及其制备工艺 |
| CN105274448A (zh) * | 2015-10-08 | 2016-01-27 | 如皋市宏茂重型锻压有限公司 | 一种高抛光预硬化塑胶模具钢及其制造工艺 |
| CN107587081A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-01-16 | 张家港市广大机械锻造有限公司 | 一种高抛光预硬化模具钢及其制备工艺 |
| CN109504896A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-03-22 | 如皋市宏茂重型锻压有限公司 | 一种含铜高抛光预硬化塑胶模具钢及其制备工艺 |
| CN110257689A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-09-20 | 如皋市宏茂重型锻压有限公司 | 一种高抛光预硬化塑胶模具钢及其制备工艺 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113881893A (zh) * | 2021-09-10 | 2022-01-04 | 北京科技大学 | 一种稀土Ce强化热作塑料模具钢 |
| CN113802068A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-17 | 建龙北满特殊钢有限责任公司 | 一种含钨的合金结构钢及其生产方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6432070B2 (ja) | 高温熱伝導度に優れた長寿命ダイカスト用熱間金型鋼およびその製造方法 | |
| EP2660348B1 (en) | Die steel having superior rusting resistance and thermal conductivity, and method for producing same | |
| CN105349885A (zh) | 一种高导热易切削抛光的预硬型塑料模具钢及其制备方法 | |
| CN113355599A (zh) | 高抛光预硬化塑胶模具钢及其制造工艺 | |
| TW201713785A (zh) | 模具用鋼及模具 | |
| CN103667873A (zh) | 粉末冶金高速钢及其制备方法 | |
| CN103014534A (zh) | 铸造热锻模具钢及其加工工艺 | |
| CN110541119B (zh) | 一种低膨胀铁镍合金及其制造方法 | |
| CN103834872A (zh) | 高耐磨性模具钢 | |
| CN101440462A (zh) | 一种经济型长寿命机锻模具用材料及其制造方法 | |
| CN107365948A (zh) | 一种冷作模具钢材料及其制备方法 | |
| TW202000428A (zh) | 塑膠注射模具及其製造方法 | |
| CN113699446A (zh) | 一种超细化型高韧性模具钢及其制备方法 | |
| CN113355598A (zh) | 高级镜面树胶模具钢及其制造工艺 | |
| CN101333609A (zh) | 重力、低压铸造用低铍铜合金模具材料及其生产工艺 | |
| CN111041355B (zh) | 一种添加TiC的低密度高强度钢及其制备方法 | |
| CN114395738B (zh) | 一种具有高热扩散系数模具钢及其制备方法 | |
| JP2012007221A (ja) | プラスチック成形金型用鋼の製造方法 | |
| CN102433500A (zh) | 一种含钛if钢及退火工艺 | |
| CN105349892A (zh) | 一种高硬度低变形抗力的预硬型塑料模具钢及其制备方法 | |
| CN112080704B (zh) | 一种高韧性高硬度的冷热兼具型模具钢及其制备方法 | |
| JP4488386B2 (ja) | 温熱間加工用金型および温熱間加工用金型材の製造方法 | |
| JP2953663B2 (ja) | 熱間加工用工具鋼 | |
| CN111763888A (zh) | 一种耐低温承压铸钢件制备方法 | |
| CN116752047B (zh) | 一种车用镜面塑料模具钢及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210907 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |