CN115679194B

CN115679194B - 一种塑料模具钢板及其制造方法

Info

Publication number: CN115679194B
Application number: CN202110868390.4A
Authority: CN
Inventors: 李红斌; 华蔚; 鲁岩; 施青; 丁建华; 张强
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2023-09-12
Anticipated expiration: 2041-07-30
Also published as: CN115679194A

Abstract

本发明公开了一种塑料模具钢板，其含有Fe和不可避免的杂质，其还含有质量百分比如下的下述化学元素：C：0.35～0.45％，Si：0.10～0.80％，Mn：0.30～2.00％，Cr：11.00～15.00％，Al：0.010～0.080％，Ca：0.0010～0.0080％；以及Nb：0.005～0.080％、Cu：0.01～0.50％、Ni：0.01～0.50％、Mo：0.01～0.80％、RE：0.01～0.08％、V：0.010～0.20％和Ti：0.005～0.080％中的至少其中一种。此外，本发明还公开了上述塑料模具钢板的制造方法，其包括步骤：(1)冶炼和铸造；(2)加热；(3)轧制；(4)轧后直接冷却：先采用水冷进行冷却，开冷温度为800‑950℃，水冷冷却至100‑400℃再空冷至室温，其中水冷冷却速度8‑40℃/s。本发明所述的塑料模具钢板不仅具有良好的力学性能，其同时还具有十分优异的耐腐蚀性能，可以有效应用于模具制造业中。

Description

一种塑料模具钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种钢材及其制造方法，尤其涉及一种模具钢及其制造方法。

背景技术

近年来，随着工业生产技术的飞速发展以及不断出现的新材料，塑料制品已经成为一种重要的工业材料并广泛用于国民经济的各个方面。从航天器到舰艇，从建筑材料到农业生产，从家用电器到儿童玩具，哪一项都离不开塑料制品。而在实际生产过程中，生产塑料制品时通常需要使用到塑料模具，为此，在不少工业发达国家，塑料模具的产值已经在模具制造业中位居首位。

在制造塑料制品时，塑料模具可以协助生产指定形状的塑料制品，塑料模具一般采用钢结构，其需要具有一定的力学性能和抗腐蚀性能。

长期以来，现有技术中常用的型腔模具用钢均采用中碳合金成分设计体系，在采用这种化学成分设计时，钢中的Cr、Ni、Mo等贵金属含量较高，其生产成本较高，且主要通过离线调质热处理工艺来获得制造模具时所需要的性能和硬度要求，工艺过程复杂。

基于此，针对现有技术中存在缺陷与不足，本发明期望获得一种新的塑料模具钢板及其制造方法，其通过合理的化学成分设计并配合优化工艺，可以在降低生产成本的同时，缩短生产流程，提高生产效率；该塑料模具钢板不仅具有良好的力学强度，同时还具有十分优异的硬度，其可以有效应用于模具制造业中，具有十分良好的推广前景和应用价值。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种塑料模具钢板，该塑料模具钢板不仅具有良好的力学强度，同时还具有十分优异的硬度，其屈服强度大于600MPa，抗拉强度大于800MPa，洛氏硬度为25-40HRC，其可以有效应用于模具制造业中，具有十分良好的推广前景和应用价值。

为了实现上述目的，本发明提供了一种塑料模具钢板，其含有Fe和不可避免的杂质，其还含有质量百分比如下的下述化学元素：

C：0.35～0.45％，Si：0.10～0.80％，Mn：0.30～2.00％，Cr：11.00～15.00％，Al：0.010～0.080％，Ca：0.0010～0.0080％；以及Nb：0.005～0.080％、Cu：0.01～0.50％、Ni：0.01～0.50％、Mo：0.01～0.80％、RE：0.01～0.08％、V：0.010～0.20％和Ti：0.005～0.080％中的至少其中一种。

进一步地，在本发明所述的塑料模具钢板中，其各化学元素质量百分比为：

C：0.35～0.45％，Si：0.10～0.80％，Mn：0.30～2.00％，Cr：11.00～15.00％，Al：0.010～0.080％，Ca：0.0010～0.0080％；以及Nb：0.005～0.080％、Cu：0.01～0.50％、Ni：0.01～0.50％、Mo：0.01～0.80％、RE：0.01～0.08％、V：0.010～0.20％和Ti：0.005～0.080％中的至少其中一种；余量为Fe和不可避免的杂质元素。

在本发明中，不同于现有技术，本发明所述的塑料模具钢板的合金成分充分优化了合金元素Cr、Mo、Cu、Ni和RE等含量，以降低生产成本，并仍可保证塑料模具钢板具有优异的组织和性能，其可以使钢材实现高强度、高硬度和高韧性的匹配。

在本发明所述的塑料模具钢板中，各化学元素的设计原理如下所述：

C：在本发明所述的塑料模具钢板中，C元素是最基本、最重要的元素，其可以通过固溶强化和析出强化提高钢的强度和硬度；此外C也是保证获得马氏体组织的重要元素，为保证钢材的性能，在本发明所述的塑料模具钢板中，可以将C元素的质量百分比控制在0.35～0.45％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以将C元素的质量百分比控制在0.36～0.44％之间，且最好是控制在0.37～0.43％之间。

Si：在本发明所述的塑料模具钢板中，适量的Si可以作为钢中有益的脱氧剂，Si元素能够与钢中钙铝一起形成易于上浮的钙铝硅酸盐夹杂物，进而提高钢质纯净度。但需要注意的是，钢中Si元素含量不宜过高，当钢中Si元素含量过高时，会导致钢的韧性急剧下降。因此，在本发明所述的塑料模具钢板中，将Si元素的质量百分比控制在0.10～0.80％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以将Si元素的质量百分比控制在0.20～0.60％之间，且最好是控制在0.25～0.60％之间。

Mn：在本发明所述的塑料模具钢板中，添加适量的Mn元素强烈增加钢的淬透性，降低钢转变温度和钢的临界冷却速度。但需要注意的是，钢中Mn元素含量不宜过高，当钢中Mn元素含量过高时，有使晶粒粗化的倾向，并增加钢的回火脆敏感性，而且容易导致铸坯中出现偏析和裂纹，降低钢板的性能。基于此，在本发明所述的塑料模具钢板中，将Mn元素的质量百分比控制在0.30～2.00％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以将Mn元素的质量百分比控制在0.30～1.50％之间，且最好是控制在0.30～1.00％之间。

Cr：在本发明所述的塑料模具钢板中，添加适量的Cr元素能够显著改善钢材的抗氧化作用，增加钢材的抗腐蚀性能；此外，Cr元素还可以降低临界冷却速度、提高钢材的淬透性。Cr元素在钢中可以形成(Fe,Cr)3C、(Fe,Cr)7C3和(Fe,Cr)23C7等多种碳化物，进而提高钢材的强度和硬度；另外，Cr元素在回火时能阻止或减缓碳化物的析出与聚集，可以提高钢材的回火稳定性。基于此，在本发明所述的塑料模具钢板中，将Cr元素的质量百分比控制在11.00～15.00％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以将Cr元素的质量百分比控制在11.5～14.5％之间，且最好是控制在11.5～13.5％之间。

Al：在本发明所述的塑料模具钢板中，Al元素可以和钢中N元素形成细小难溶的AlN颗粒，细化钢的晶粒。Al可细化钢的晶粒，固定钢中的氮和氧，减轻钢对缺口的敏感性，减小或消除钢的时效现象，并提高钢的韧性。基于此，在本发明所述的塑料模具钢板中，将Al元素的质量百分比控制在0.010～0.080％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以将Al元素的质量百分比控制在0.010～0.070％之间，且最好是控制在0.010～0.060％之间。

Ca：在本发明所述的塑料模具钢板中，Ca对于铸钢中夹杂物的变质具有显著作用，铸钢中加入适量的Ca可将铸钢中的长条状硫化物夹杂转变为球状的CaS或(Ca，Mn)S夹杂，钙所形成的氧化物及硫化物夹杂密度小，易于上浮排除。此外，添加适量的Ca元素还可以显著地降低S在晶界的偏聚，这些都有益于提高铸钢的质量，进而提高钢材的性能。基于此，在本发明所述的塑料模具钢板中，将Ca元素的质量百分比控制在0.0010～0.0080％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以将Ca元素的质量百分比控制在0.0010～0.0060％之间，且最好是控制在0.0010～0.0050％之间。

Nb：在本发明所述的塑料模具钢板中，Nb元素具有细化晶粒和析出强化的作用，其对于提高材料强韧性贡献是极为显著的；Nb是强烈的C、N化物的形成元素，其可以强烈地抑制奥氏体晶粒长大。钢中添加适量的Nb元素，可以通过晶粒细化同时提高钢的强度和韧性，Nb主要通过析出强化和相变强化来改善和提高钢的性能。基于此，在本发明所述的塑料模具钢板中，将Nb元素的质量百分比控制在0.005～0.080％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以将Nb元素的质量百分比控制在0.008～0.060％之间，且最好是控制在0.008～0.040％之间。

Cu：在本发明所述的塑料模具钢板中，添加适量的Cu元素能够显著提高钢的耐蚀性、强度，改善焊接性、成形性和机械加工性能。因此，在本发明所述的塑料模具钢板中，将Cu元素的质量百分比控制在0.01～0.50％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以将Cu元素的质量百分比控制在0.01～0.30％之间，且最好是控制在0.01～0.20％之间。

Ni：在本发明所述的塑料模具钢板中，添加适量的Ni元素可以有效降低临界冷却速度、提高钢材的淬透性。Ni能够与Fe以任何比例互溶，通过细化铁素体晶粒改善钢的低温韧性，并具有明显降低冷脆转变温度的作用。但需要注意的是，钢中Ni元素含量同样不宜过高，当钢中Ni元素含量过高时，易导致钢板表面氧化皮难以脱落，且显著增加生产成本。基于此，在本发明所述的塑料模具钢板中，将Ni元素的质量百分比控制在0.01～0.50％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以将Ni元素的质量百分比控制在0.01～0.45％之间，且最好是控制在0.01～0.35％之间。

Mo：在本发明所述的塑料模具钢板中，Mo元素可以有效细化晶粒，提高钢材的强度和韧性。Mo元素在钢中存在于固溶体相和碳化物相中，因此，含钼钢同时具有固溶强化和碳化物弥散强化的作用。此外，Mo元素还是减小回火脆性的元素，其可以提高回火稳定性。由此，在本发明所述的塑料模具钢板中，将Mo元素的质量百分比控制在0.01～0.80％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以将Mo元素的质量百分比控制在0.05～0.50％之间，且最好是控制在0.05～0.30％之间。

RE：在本发明所述的塑料模具钢板中，添加适量的稀土可以提高钢板耐蚀性能。在钢中添加稀土可以减少硫、磷等元素的偏析，改善非金属夹杂物的形状、大小和分布，同时可以细化晶粒，提高硬度。此外，稀土能提高屈强比，有利于改善低合金高强度钢的强韧性。但需要注意的是，稀土的含量不易过多，否则会产生严重偏析，降低铸坯质量和力学性能。因此，在本发明所述的塑料模具钢板中，将RE的质量百分比控制在0.01～0.08％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以将RE元素的质量百分比控制在0.01～0.05％之间，且最好是控制在0.01～0.03％之间。

V：在本发明所述的塑料模具钢板中，加入适量的V元素主要是为了细化晶粒，使钢坯在加热阶段奥氏体晶粒不至于生长的过于粗大，这样，在随后的多道次轧制过程中，可以使钢的晶粒得到进一步细化，提高钢材的强度和韧性。基于此，在本发明所述的塑料模具钢板中，将V元素的质量百分比控制在0.010～0.20％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以将V元素的质量百分比控制在0.015～0.15％之间，且最好是控制在0.015～0.10％之间。

Ti：在本发明所述的塑料模具钢板中，Ti是强碳化物形成元素之一，Ti元素可以与C形成细微的TiC颗粒。TiC颗粒细小，其分布在晶界，可以达到细化晶粒的效果；此外，较硬的TiC颗粒还可以有效提高钢材的耐磨性。因此，在本发明所述的塑料模具钢板中，将Ti元素的质量百分比控制在0.005～0.080％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以将Ti元素的质量百分比控制在0.005～0.060％之间，且最好是控制在0.005～0.050％之间。

进一步地，在本发明所述的塑料模具钢板中，其各化学元素还满足下述各项的至少其中之一：

C：0.36～0.44％；

Si：0.20～0.60％；

Mn：0.30～1.50％；

Cr：11.5～14.5％；

Cu：0.01～0.30％；

Ni：0.01～0.45％；

Nb：0.008～0.060％；

Mo：0.05～0.50％；

RE：0.01～0.05％；

V：0.015～0.15％；

Ti：0.005～0.060％；

Al：0.010～0.070％；

Ca：0.0010～0.0060％。

C：0.37～0.43％；

Si：0.25～0.60％；

Mn：0.30～1.00％；

Cr：11.5～13.5％；

Cu：0.01～0.20％；

Ni：0.01～0.35％；

Nb：0.008～0.040％；

Mo：0.05～0.30％；

RE：0.01～0.03％；

V：0.015～0.10％；

Ti：0.005～0.050％；

Al：0.010～0.060％；

Ca：0.0010～0.0050％。

进一步地，在本发明所述的塑料模具钢板中，在不可避免的杂质中，P<0.030％，S<0.010％，N≤0.0080％，O≤0.0080％，H≤0.0004％。

在本发明所述的塑料模具钢板中，P、S、N、O和H均是不可避免的杂质元素，为了确保钢材的质量，在条件允许的前提下，钢中杂质元素的含量越低越好。

需要说明的是，P、S均为有害元素，它们的含量要严格控制；此外，钢中过多的O、N和H对于钢材的性能尤其对焊接性、冲击韧性和抗裂性也是十分不利的，它们会降低钢板的质量及使用寿命。因此，在本发明中，可以控制P<0.030％，S<0.010％，N≤0.0080％，O≤0.0080％，H≤0.0004％。

当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以进一步地控制P、S、N、O和H杂质元素的含量满足：N≤0.0050％，O≤0.0050％，H≤0.0003％，P≤0.012％，S≤0.005％。

最优选的可以控制N、O和H杂质元素含量满足：N≤0.0040％，O≤0.0040％，H≤0.0002％。

进一步地，在本发明所述的塑料模具钢板中，在不可避免的杂质中，N≤0.0050％，O≤0.0050％，H≤0.0003％，P≤0.012％，S≤0.005％。

进一步地，在本发明所述的塑料模具钢板中，在不可避免的杂质中，其微观组织为回火索氏体+碳化物+残余奥氏体。

进一步地，在本发明所述的塑料模具钢板中，在不可避免的杂质中，其性能满足：屈服强度大于600MPa，抗拉强度大于800MPa，洛氏硬度为25-40HRC。

相应地，本发明的另一目的在于提供一种塑料模具钢板的制造方法，该制造方法对工艺进行了优化，其工艺流程简便，工艺效率较高，采用该制造方法制得的塑料模具钢板不仅具有良好的强度，还具有十分优异的耐腐蚀性能，其屈服强度大于600MPa，抗拉强度大于800MPa，洛氏硬度为25-40HRC，可以有效应用于模具制造业中，具有十分良好的推广前景和应用价值。

为了实现上述目的，本发明提出了上述的塑料模具钢板的制造方法，其包括步骤：

(1)冶炼和铸造；

(2)加热；

(3)轧制；

(4)轧后直接冷却：先采用水冷进行冷却，开冷温度为800-950℃，水冷冷却至100-400℃再空冷至室温，其中水冷冷却速度8-40℃/s。

在本发明所述的塑料模具钢板的制造方法中，采用TMCP(控制轧制和控制冷却)工艺生产，通过TMCP工艺中的开、终轧温度、轧制变形量及冷却速度等工艺参数的控制提高组织细化、强化效果，进而减少碳和合金元素含量，以得到力学性能十分优异的钢板。

此外，在本发明的制造方法过程中，本发明所述的塑料模具钢板的制造方法还具有生产流程短，效率高，节约能源，成本低等特点。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(2)中，控制板坯加热温度为1150-1250℃，保温时间为1-3小时。相应地，在某些实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以进一步优选地控制板坯加热温度为1150-1200℃。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(2)中，控制板坯加热温度为1150-1200℃。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(3)中，控制粗轧温度为1050-1150℃，粗轧阶段轧制压下率大于40％，精轧温度为950-1050℃，精轧阶段轧制压下率大于60％。

当然，在某些优选实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以进一步地优选地控制轧制过程中的粗轧温度为1050-1100℃；控制精轧温度为950-1000℃。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，控制粗轧温度为1050-1100℃，精轧温度为950-1000℃。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(4)中，控制开冷温度为800-900℃，水冷冷却至100-350℃再空冷至室温，水冷冷却速度为15-40℃/s。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，还包括步骤(5)回火：控制回火温度为500-700℃，保温时间为30-120min。

在本发明的上述技术方案中，本发明所述的制造方法还可以包括回火步骤，由此可见，本发明通过在线淬火+离线回火热处理方式生产，可缩短生产工艺，减少合金元素进而降低生产成本，而且利用控轧控冷工艺可以细化显微组织，提高钢板性能，从而有利于材料进一步推广应用。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(5)中，控制回火温度为550-700℃，保温30-100min。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(1)和(2)之间还包括：对铸坯进行退火热处理，其中控制加热温度为600-900℃，保温时间为1-3h

本发明所述的塑料模具钢板及其制造方法相较于现有技术具有如下所述的优点以及有益效果：

(1)从化学成分上看，本发明所述的塑料模具钢板在化学成分设计时对合金成分进行了充分优化，其通过合理控制合金元素Cr、Mo、Cu、Ni和RE等含量，可以在降低生产成本的同时，保证钢材具有优异的组织和性能。

(2)从生产工艺上看，本发明所述的塑料模具钢板采用TMCP(控制轧制和控制冷却)工艺生产，通过TMCP工艺中的开、终轧温度、轧制变形量及冷却速度等工艺参数的控制提高组织细化、强化效果，进而减少碳和合金元素含量，以得到力学性能十分优异的钢板。此外，在本发明的制造方法过程中，该制造工艺还具有生产流程短，效率高，节约能源，成本低等特点。

(3)从产品性能上看，本发明所述的塑料模具钢板具有高强度、高硬度，其屈服强度大于600MPa，抗拉强度大于800MPa，洛氏硬度为25-40HRC。

(4)从显微组织上看，本发明所述的塑料模具钢板，充分利用合金元素添加及控轧控冷工艺可以确保获得细的回火索氏体+碳化物+残余奥氏体组织。

综上所述可以看出，由于本发明的塑料模具钢板中科学设计了碳及合金元素的含量，通过合金元素的细化强化作用及控制轧制和冷却工艺进行组织细化、强化效果，可以使获得的塑料模具钢板具有优异的性能，其具有较高的硬度和强度，该塑料模具钢板易进行切割、弯曲等机械加工，具有很强的适用性。

相较于现有技术，本发明涉及的塑料模具钢板具有较明显的优势，其通过合理的化学成分设计并配优化制造工艺可以在降低生产成本的同时，获得具有较高硬度以及良好力学性能的塑料模具钢板，该塑料模具钢板机械加工性能优异，其可以有效应用于模具制造业中，具有十分良好的推广前景和应用价值。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例对本发明所述的塑料模具钢板及其制造方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。

实施例1-10

实施例1-10的塑料模具钢板均采用以下步骤制得：

(1)按照表1-1所示的化学成分配比进行冶炼和铸造。

(2)加热：对获得的板坯进行加热，控制板坯加热温度为1150-1250℃，优选为1150-1200℃，并保温1-3小时。

(3)轧制：对加热后的板坯进行轧制，控制粗轧温度为1050-1150℃，优选1050-1150℃，控制粗轧阶段轧制压下率大于40％，控制精轧温度为950-1050℃，优选950-1000℃，控制精轧阶段轧制压下率大于60％。

(4)轧后直接冷却：先采用水冷进行冷却，控制开冷温度为800-950℃，优选800-900℃；控制水冷冷却至100-400℃，优选100-350℃；水冷完成后，再空冷至室温，其中控制水冷冷却速度8-40℃/s，优选控制在15-40℃/s之间。

(5)回火：控制回火温度为500-700℃，保温30-100min。

需要说明的是，在上述步骤(1)和步骤(2)的加热步骤之间，实施例1-10的塑料模具钢板还可以包括步骤(1a)：对铸坯进行退火热处理，其中控制加热温度为600-900℃，保温时间为1-3h。

本发明所述的实施例1-10的塑料模具钢板均采用以上步骤制得，且其化学成分及相关工艺参数均满足本发明设计规范控制要求。

表1-1列出了实施例1-10的塑料模具钢板中各化学元素质量百分比。

表1-1.(wt％.余量为Fe和除P、S、N、O和H以外其他不可避免的杂质)

表2-1和表2-2列出了实施例1-10的塑料模具钢板在上述制造方法各步骤中的具体工艺参数。

表2-1

表2-2.

将最终制得的实施例1-10的塑料模具钢板分别取样，并对实施例1-10的塑料模具钢板样品进行观察和分析，观察发现本发明所述的塑料模具钢板的微观组织为回火索氏体+碳化物+残余奥氏体。

相应地，针对本发明所述塑料模具钢板的微观组织观察完毕后，可以进一步地对实施例1-10的塑料模具钢板样品进行各项性能测试，所得的测试结果列于表3中。

相关性能测试手段，如下所述：

拉伸试验：根据GB/T228在室温下进行拉伸试验，取两个试样平均值作为测试结果。由此测得实施例1-10的塑料模具钢板在室温下的屈服强度和抗拉强度。

硬度试验：根据GB/T230.1在室温下进行洛氏硬度测试，取三个点平均值作为检测结果，由此测得实施例1-10的塑料模具钢板的硬度。

表3列出了实施例1-10的塑料模具钢板的各项性能测试结果。

表3.

由表3可以看出，本发明所述的实施例1-10的塑料模具钢板的室温屈服强度均在635～1125MPa范围之间，室温抗拉强度均在825～1315MPa范围之间，其洛氏硬度均在25.0～40.0HRC范围之间。

综上所述可以看出，本发明所述的塑料模具钢板充分利用合金元素添加及控轧控冷工艺可以确保获得细的回火索氏体+碳化物+残余奥氏体组织。

本发明所述的塑料模具钢板不仅具有良好的强度，还具有十分优异的耐腐蚀性能，其屈服强度大于600MPa，抗拉强度大于800MPa，洛氏硬度为25-40HRC，可以有效应用于模具制造业中，具有十分良好的推广前景和应用价值。

需要说明的是，本发明的保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本发明的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本发明的保护范围。

此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

还需要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种塑料模具钢板，其含有Fe和不可避免的杂质，其特征在于，其还含有质量百分比如下的下述化学元素：

C：0.35～0.45％，Si：0.10～0.80％，Mn：0.30～2.00％，Cr：11.00～15.00％，Al：0.010～0.080％，Ca：0.0010～0.0080％；以及Nb：0.005～0.080％、Cu：0.01～0.50％、Ni：0.01～0.50％、Mo：0.01～0.80％、RE：0.01～0.08％、V：0.010～0.20％和Ti：0.005～0.080％中的至少其中一种；

所述塑料模具钢板在制造过程的轧制步骤中：控制粗轧温度为1050-1150℃，粗轧阶段轧制压下率大于40％，精轧温度为950-1050℃，精轧阶段轧制压下率大于60％；

在轧后直接冷却步骤中：先采用水冷进行冷却，开冷温度为800-950℃，水冷冷却至100-400℃再空冷至室温，其中水冷冷却速度8-40℃/s；

在回火步骤中：控制回火温度为500-700℃，保温时间为30-120min。

2.如权利要求1所述的塑料模具钢板，其特征在于，其各化学元素质量百分比为：

余量为Fe和不可避免的杂质元素。

3.如权利要求1或2所述的塑料模具钢板，其特征在于，其各化学元素还满足下述各项的至少其中之一：

C：0.36～0.44％；

Si：0.20～0.60％；

Mn：0.30～1.50％；

Cr：11.5～14.5％；

Cu：0.01～0.30％；

Ni：0.01～0.45％；

Nb：0.008～0.060％；

Mo：0.05～0.50％；

RE：0.01～0.05％；

V：0.015～0.15％；

Ti：0.005～0.060％；

Al：0.010～0.070％；

Ca：0.0010～0.0060％。

4.如权利要求3所述的塑料模具钢板，其特征在于，其各化学元素还满足下述各项的至少其中之一：

C：0.37～0.43％；

Si：0.25～0.60％；

Mn：0.30～1.00％；

Cr：11.5～13.5％；

Cu：0.01～0.20％；

Ni：0.01～0.35％；

Nb：0.008～0.040％；

Mo：0.05～0.30％；

RE：0.01～0.03％；

V：0.015～0.10％；

Ti：0.005～0.050％；

Al：0.010～0.060％；

Ca：0.0010～0.0050％。

5.如权利要求1或2所述的塑料模具钢板，其特征在于，在不可避免的杂质中，P<0.030％，S<0.010％，N≤0.0080％，O≤0.0080％，H≤0.0004％。

6.如权利要求5所述的塑料模具钢板，其特征在于，在不可避免的杂质中，N≤0.0050％，O≤0.0050％，H≤0.0003％，P≤0.012％，S≤0.005％。

7.如权利要求1或2所述的塑料模具钢板，其特征在于，其微观组织为回火索氏体+碳化物+残余奥氏体。

8.如权利要求1或2所述的塑料模具钢板，其特征在于，其性能满足：屈服强度大于600MPa，抗拉强度大于800MPa，洛氏硬度为25-40HRC。

9.一种如权利要求1-8中任意一项所述的塑料模具钢板的制造方法，其特征在于，包括步骤：

(1)冶炼和铸造；

(2)加热；

(3)轧制：控制粗轧温度为1050-1150℃，粗轧阶段轧制压下率大于40％，精轧温度为950-1050℃，精轧阶段轧制压下率大于60％；

(4)轧后直接冷却：先采用水冷进行冷却，开冷温度为800-950℃，水冷冷却至100-400℃再空冷至室温，其中水冷冷却速度8-40℃/s；

(5)回火：控制回火温度为500-700℃，保温时间为30-120min。

10.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，在步骤(2)中，控制板坯加热温度为1150-1250℃，保温时间为1-3小时。

11.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，在步骤(2)中，控制板坯加热温度为1150-1200℃。

12.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，在步骤(3)中，控制粗轧温度为1050-1100℃，精轧温度为950-1000℃。

13.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，在步骤(4)中，控制开冷温度为800-900℃，水冷冷却至100-350℃再空冷至室温，水冷冷却速度为15-40℃/s。

14.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，在步骤(5)中，控制回火温度为550-700℃，保温30-100min。

15.如权利要求9-14中任意一项所述的制造方法，其特征在于，在步骤(1)和(2)之间还包括：对铸坯进行退火热处理，其中控制加热温度为600-900℃，保温时间为1-3h。