[發(fā)明專利]用于注射成型和注射成型框的馬氏體不銹鋼

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580023438.0
• 申請(qǐng)日: 2005-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN101142337A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 讓·貝吉諾特;弗雷德里克·布紹;讓·皮塞盧普
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 工業(yè)鋼克魯梭公司
• 主分類號(hào): C22C38/60
• 分類號(hào): C22C38/60;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/58;C22C38/46;B29C45/26
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 于輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于制造注射成型塑料材料的模具和模具框的馬氏體不銹鋼。

塑料材料的注射成型需要使用由鋼制成的模具和模具框，所述鋼要具有能夠經(jīng)得起源于強(qiáng)注入壓力的較大力的高機(jī)械強(qiáng)度。模具和模具框的制造涉及許多冗長(zhǎng)的加工操作，例如碾磨或鉆孔，因此需要鋼具有良好的可加工性。另外，因?yàn)槟＞吆湍＞呖蚓哂胁粌H有幾何形狀而且在模制方面具有冷卻特性的功能，組成它們的鋼必須優(yōu)選具有良好的導(dǎo)熱性，從而便于通過模具的結(jié)構(gòu)由傳導(dǎo)除去熱量。最后，模具必須能夠耐腐蝕，當(dāng)注入的塑料材料是腐蝕性的時(shí)這可以是這些塑料材料引起的腐蝕，或者是由冷卻回路中的冷卻流體引起的腐蝕、或者是模具模制部分拋光空腔的氣氛氧化引起的腐蝕。

為了滿足所有這些需求，有人嘗試使用也是不銹鋼的高強(qiáng)度鋼。這就促使去尋找馬氏體型不銹鋼并且更具體地說是AISI?420-440系列馬氏體型不銹鋼或者與那些鋼可比的鋼。

但是，這些馬氏體不銹鋼具有在0.10-0.5％或者更高的較高的碳含量，并且具有不是非常有利于耐腐蝕并且最重要地是特別不利于加工操作的缺點(diǎn)。另外，太高的碳含量對(duì)于可焊接性是有害的，可焊接性是對(duì)于組件是重要的性質(zhì)，特別是在需要再加工的情況中通過焊接組件進(jìn)行修復(fù)。

為了克服上述種種缺點(diǎn)，尤其是在專利US?6,358,334中已經(jīng)建議了打算用于制造注射成型塑料材料的模具的馬氏體不銹鋼，其碳含量不超過0.08％，并且為了改善可加工性能其包含從0.06-0.3％的實(shí)際添加的硫。這種鋼基本上包含12-14％的鉻、0.03-0.06％的碳、1-1.6％的錳、0.25-1％的硅、0.01-0.1％的釩、0.02-0.08％的氮，還包含添加的從0.5-1.3％的銅，這將改善鋼的導(dǎo)熱性。這種鋼的性質(zhì)比AISI?420-440系列馬氏體型不銹鋼更適合制造模具或模具框組件，并且還具有大約300HB量級(jí)硬度，然而這種鋼具有雙重缺點(diǎn)。一方面，因?yàn)槠錈峥慑懶圆皇欠浅：枚y以通過熱軋來形成。另一方面，因?yàn)槠溷~含量遠(yuǎn)大于不銹鋼廢料的平均銅含量而不是非常容易回收。

本發(fā)明的目的是通過提出適于制造注射成型塑料材料的模具或模具框的高性能不銹鋼，克服了那些缺點(diǎn)，所述鋼既容易加工又容易焊接并且耐腐蝕性很好，其具有良好的導(dǎo)熱性并且造成很少的制造問題，特別是很少的可鍛性問題和很少的回收問題。

為此，本發(fā)明涉及由馬氏體不銹鋼制成的用于注射成型塑料材料的模具組件或模具框組件，所述鋼的組成以重量％計(jì)包含：

0.02％≤C≤0.09％

0.025％≤N≤0.12％

其中0.05≤C+N≤0.17％

Si≤0.34％

Al≤0.080％

其中Si+23Al≥0.20％

并且Si+0.6Al≤0.25％

并且0.00025≤Al×N≤0.0020

0.55％≤Mn≤1.8％

11.5％≤Cr≤16％

任選地不超過0.48％的銅、不超過0.90％的Mo+W/2的和、不超過0.90％的鎳、不超過0.090％的釩、不超過0.090％的鈮、不超過0.025％的鈦、任選地不超過0.25％的硫，

余量是鐵和源于生產(chǎn)操作的雜質(zhì)，所述組成滿足如下條件：

6.5≤F＝(Cr+Mo)+2(Si+V+Nb)-27(C+N)-(Ni+Mn/2+Cu/3)≤13

優(yōu)選地，所述馬氏體不銹鋼的組成滿足一個(gè)或多個(gè)下面的條件：

Si+0.6Al＜0.25％

Cu≤0.4％

Al×N≥0.00050

優(yōu)選地，所述馬氏體不銹鋼的組成滿足至少一個(gè)下面的條件：

Ni≥0.10％

V≥0.015％

Mo+W/2≥0.10％

所述馬氏體不銹鋼的組成可以滿足條件：

7.0≤F≤8.9

當(dāng)尋求非常好的拋光適應(yīng)性時(shí)，或者滿足條件：

9.0≤F≤11.5

用于注射成型塑料材料的組件或模具框組件由淬火且回火的根據(jù)本發(fā)明的馬氏體不銹鋼構(gòu)成。

優(yōu)選地，組成所述組件的鋼的結(jié)構(gòu)包含小于20％的δ鐵素體(ferrite)，余量為馬氏體。所述鋼的結(jié)構(gòu)再更優(yōu)選地包含小于10％的δ鐵素體，余量為馬氏體。

現(xiàn)在以非限制性的并且由實(shí)施例舉例說明的方式更詳細(xì)地說明本發(fā)明。

本發(fā)明以新穎且意外的方式發(fā)現(xiàn)在馬氏體不銹鋼中，通過硅含量的顯著降低可以代替銅對(duì)導(dǎo)熱性的有利作用，并且通過增加鉬或氮的含量可以補(bǔ)償銅對(duì)腐蝕的有利作用。