一種耐溫抗蠕變預硬型塑料模具鋼及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及塑料模具鋼產(chǎn)品技術領域，尤其設及一種耐溫抗蠕變預硬型塑料模具 鋼及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著汽車、拖拉機、電機、無線電、家用電器和國防工業(yè)的迅速發(fā)展，冷沖壓、擠壓、 模鍛和壓鑄等無切削加工工藝被廣泛應用，對模具的需要量越來越大，對制造模具的鋼材 品種、鋼材的冶金生產(chǎn)及鋼材的熱處理質(zhì)量等也提出了越來越高的要求。
[0003] 目前模具鋼的種類主要有冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼等等，其中塑料模 具鋼所占的比例最大，模具鋼的使用性能直接關系到加工出來的塑料產(chǎn)品的質(zhì)量，由于塑 料產(chǎn)品的特性，對塑料模具鋼在抗腐蝕性、尺寸穩(wěn)定性、表面耐磨性、拋光性等方面均有較 高的要求，現(xiàn)有的塑料模具鋼主要存在硬度低、耐磨性差、使用壽命低、表面缺陷多等等寇 待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種耐溫抗蠕變預硬型塑料模具 鋼及其制備方法。 陽〇化]本發(fā)明是通過W下技術方案實現(xiàn)的：
[0006] 一種耐溫抗蠕變預硬型塑料模具鋼，該模具鋼中各組分的重量百分數(shù)為：C: 0. 4-0. 5%、Si:0. 2-0. 4%、Mn:2. 0-2. 5%、Cr:6. 0-6. 5%、Mo:1. 0-1. 5%、Ru:0. 6-0. 8%、 V:0. 2-0. 3%、Zr:1. 8-2. 2%、Ni:2. 5-3. 0 %、P《0. 02 %，S《0. 01 %、復合變質(zhì)劑： 0. 01-0. 02%，其余為化及不可避免的雜質(zhì)。
[0007] 所述的一種耐溫抗蠕變預硬型塑料模具鋼，所述的復合變質(zhì)劑由W下重量份的原 料制成：納米稀上氧化物2-3、納米碳化鐵8-10、氧化石墨締1-1. 5、無水乙醇適量、PEG-400 0. 1-0. 2 ;其制備方法為：先將PEG-400溶解于無水乙醇中，隨后投入納米稀±氧化物、氧 化石墨締，超聲攬拌處理40-50min，待其完全分散后加入納米碳化鐵，繼續(xù)超聲攬拌混合 l-2h，攬拌結束后在350-40(TC烘箱中進行干燥處理，完全干燥后粉體充分研磨分散，得稀 上氧化物-氧化石墨締復合包覆納米碳化鐵的復合變質(zhì)劑。
[0008] 所述的一種耐溫抗蠕變預硬型塑料模具鋼的制備方法，所述的制備方法為：
[0009] (1)將除復合變質(zhì)劑外的各原料按照元素配比投入烙煉爐中，完全烙化后所得鋼 水經(jīng)精煉和真空脫氣處理后誘注成鋼錠，且在誘注過程中隨流加入復合變質(zhì)劑；
[0010] (2)將所得的鋼錠在加熱爐中W80-100°CA的升溫速率加熱至950-1050°C，保溫 3-4h后對鋼錠進行鍛造，開鍛溫度為980-1020°C，停鍛溫度為750-800°C，所得模塊出爐后 自然冷卻備用； W11] 做將步驟似所得模塊放入回火爐中，W60-80°CA的速率加熱至450-500°C， 保溫4-化后出爐，經(jīng)自然冷卻至室溫即得。
[0012] 本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明在傳統(tǒng)預硬型塑料模具鋼的元素配比上適當提高了化、Zr、Μη、Mo等元素的配比，同時控制其他合金元素的用量，在保證傳統(tǒng)塑料模具鋼力學性能 的基礎上進一步提高了合金材料的機械性能和加工性能，其硬度高、初性佳，耐磨抗蝕，內(nèi) 部應力低，不易蠕變開裂，加入的稀±氧化物-氧化石墨締包覆納米碳化鶴復合變質(zhì)劑細 化了模具鋼的組織結構，提高晶體間的界面相容性，增強增初效果顯著；該模具鋼制備方法 簡單高效，制造周期短，可有效的提高塑料件的表面質(zhì)量，經(jīng)久耐用，極具生產(chǎn)應用價值。
【具體實施方式】
[0013] 該實施例模具鋼中各組分的重量百分數(shù)為：C:0.4%、Si:0.2%、Mn:2.0%、化： 6. 0%、M〇 :1. 0%、Ru:0. 6%、V:0. 2%、Zr:1. 8%、Ni:2. 5%、P《0. 02%，S《0. 01%、復 合變質(zhì)劑：〇. 01 %，其余為化及不可避免的雜質(zhì)。
[0014] 其中復合變質(zhì)劑由W下重量份的原料制成：納米稀±氧化物2、納米碳化鐵8、氧 化石墨締1、無水乙醇適量、PEG-400 0. 1 ;其制備方法為：先將陽G-400溶解于無水乙醇中， 隨后投入納米稀±氧化物、氧化石墨締，超聲攬拌處理40min，待其完全分散后加入納米碳 化鐵，繼續(xù)超聲攬拌混合比，攬拌結束后在350°C烘箱中進行干燥處理，完全干燥后粉體充 分研磨分散，得稀±氧化物氧化石墨締復合包覆納米碳化鐵的復合變質(zhì)劑。
[0015] 該塑料模具鋼的制備方法為：
[0016] (1)將除復合變質(zhì)劑外的各原料按照元素配比投入烙煉爐中，完全烙化后所得鋼 水經(jīng)精煉和真空脫氣處理后誘注成鋼錠，且在誘注過程中隨流加入復合變質(zhì)劑；
[0017]似將所得的鋼錠在加熱爐中W 80°C A的升溫速率加熱至950°C，保溫化后對鋼 錠進行鍛造，開鍛溫度為980°C，停鍛溫度為750°C，所得模塊出爐后自然冷卻備用； 陽0化]做將步驟似所得模塊放入回火爐中，W 60°C A的速率加熱至450°C，保溫地 后出爐，經(jīng)自然冷卻至室溫即得。
[0019]本實施例制備得到的塑料模具鋼的力學性能檢測結果如下：
[0020]
[002。 該實施例制備得到的塑料模具鋼較之傳統(tǒng)的P20鍛造塑料模具鋼相比使用壽命 平均延長2. 4倍，其表面缺陷少，拋光后表面粗糖度Ra< 0. 20μm。
【主權項】
1. 一種耐溫抗蠕變預硬型塑料模具鋼，其特征在于，該模具鋼中各組分的重量百分數(shù) 為：C:0· 4-0. 5%、Si:0· 2-0. 4%、Μη:2· 0-2. 5%、Cr:6· 0-6. 5%、Mo:1· 0-1. 5%、Ru:0. 6-0. 8%、 V:0· 2-0. 3%、Zr:1. 8-2. 2%、Ni:2. 5-3. 0%、P彡 0· 02%，S彡 0· 01%、復合變質(zhì)劑：0· 01-0. 02%， 其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2. 如權利要求1所述的一種耐溫抗蠕變預硬型塑料模具鋼，其特征在于：所述的復 合變質(zhì)劑由以下重量份的原料制成：納米稀土氧化物2-3、納米碳化鈦8-10、氧化石墨稀 1-1. 5、無水乙醇適量、PEG-400 0. 1-0. 2 ;其制備方法為：先將PEG-400溶解于無水乙醇中， 隨后投入納米稀土氧化物、氧化石墨烯，超聲攪拌處理40-50min，待其完全分散后加入納米 碳化鈦，繼續(xù)超聲攪拌混合l_2h，攪拌結束后在350-400°C烘箱中進行干燥處理，完全干燥 后粉體充分研磨分散，得稀土氧化物-氧化石墨烯復合包覆納米碳化鈦的復合變質(zhì)劑。3. 如權利要求1所述的一種耐溫抗蠕變預硬型塑料模具鋼的制備方法，其特征在于， 所述的制備方法為： (1) 將除復合變質(zhì)劑外的各原料按照元素配比投入熔煉爐中，完全熔化后所得鋼水經(jīng) 精煉和真空脫氣處理后澆注成鋼錠，且在澆注過程中隨流加入復合變質(zhì)劑； (2) 將所得的鋼錠在加熱爐中以80-100°C/h的升溫速率加熱至950-1050°C，保溫3-4h 后對鋼錠進行鍛造，開鍛溫度為980-102(TC，停鍛溫度為750-80(TC，所得模塊出爐后自然 冷卻備用； (3) 將步驟（2)所得模塊放入回火爐中，以60-80°C/h的速率加熱至450-500°C，保溫 4_5h后出爐，經(jīng)自然冷卻至室溫即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐溫抗蠕變預硬型塑料模具鋼，該模具鋼在傳統(tǒng)預硬型塑料模具鋼的元素配比上適當提高了Cr、Zr、Mn、Mo等元素的配比，同時控制其他合金元素的用量，在保證傳統(tǒng)塑料模具鋼力學性能的基礎上進一步提高了合金材料的機械性能和加工性能，其硬度高、韌性佳，耐磨抗蝕，內(nèi)部應力低，不易蠕變開裂，加入的稀土氧化物-氧化石墨烯包覆納米碳化鎢復合變質(zhì)劑細化了模具鋼的組織結構，提高晶體間的界面相容性，增強增韌效果顯著；該模具鋼制備方法簡單高效，制造周期短，可有效的提高塑料件的表面質(zhì)量，經(jīng)久耐用，極具生產(chǎn)應用價值。
【IPC分類】C22C38/58, C22C33/04
【公開號】CN105256252
【申請?zhí)枴緾N201510680985
【發(fā)明人】張慶
【申請人】蕪湖市寶藝游樂科技設備有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年10月15日