[發明專利]一種大型塑模模塊及其制造方法

有效

• 申請號: 200710041182.7
• 申請日: 2007-05-24
• 公開（公告）號: CN101311293A
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發明（設計）人: 續維;吳振毅
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C33/04;C21D8/00;C21D11/00;B21J1/06
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所
• 代理人: 楊丹莉

技術領域

本發明涉及到一種塑模模塊及其冶金制造方法，尤其是涉及一種塑料模具制造行業使用的大型塑模模塊及其冶金制造方法。

背景技術

模具鋼模塊按照用途來分一般可以分為熱模模塊和塑模模塊，這兩種模具鋼模塊具有不同的用途，熱模模塊是用于制造金屬成形模具，塑模模塊是用于制造塑料成形模具，塑模模塊是當今模具行業使用最多的一種冶金產品。我國目前使用的塑模模塊是采用國家標準GB/T1299-2002中的T22020材料制造，其制造方法所涉及到的化學成份的配比、制造工藝以及冶金產品的性能指標如下：

化學成份的配比：C0.32-0.40wt％，Si0.20-0.80wt％、Mn0.60-1.00wt％、Cr1.40-2.00wt％、Mo0.30-0.55wt％、S≤0.03wt％、P≤0.03wt％；其工藝步驟依次為：電弧爐煉鋼—澆鑄成鋼錠—鍛造成模塊—預硬化熱處理—形成冶金產品。其中：電弧爐完成煉鋼之后澆鑄成5—15噸鋼錠，熱處理要求在大型的油淬槽中進行，這個過程是將鍛造成形的塑模模塊在熱處理加熱爐中加熱至830—870℃保溫3—4小時后移出加熱爐放入大型油淬槽中進行冷卻。性能指標：抗拉強度：1010MPa；屈服強度：920MPa；塑性延伸率9％；截面收縮率38％；截面硬度差值△HRC4

采用這種制造方法生產的塑模模塊存在著如下問題：

1)電弧爐煉鋼之后澆鑄的錠型小，僅為5—15噸，使得模塊產品的單件重量在不超過10.5噸，不能滿足超過10.5噸大型塑模模塊的制造。

2)模塊的熱處理采用大型的油冷槽冷卻，這不但需要投資大型的油冷槽裝置來滿足模塊的熱處理需要，造成模塊的制造成本高，而且還會在熱處理冷卻的過程中產生大量的油霧散發在空氣中，形成環境污染。

3)拉伸強度、塑性強度、塑性延伸率、截面面縮率等性能指標低，并且其截面硬度差值大。而這些性能指標是模具行業衡量塑模模塊質量高低的主要性能指標。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種大型塑模模塊及其制造方法，以彌補現有技術的不足，在提高塑模模塊的性能指標的同時，降低其冶金制造成本。

本發明解決上述問題的技術方案為：一種大型塑模模塊，化學成分的重量百分配比為：C0.20-0.30wt％，Si0.08-0.23wt％、Mn1.55-1.70wt％、Cr1.20-1.35wt％、V0.12-0.35wt％、Ni0.90-1.20wt％、Mo0.55-0.75wt％、S≤0.015wt％、P≤0.020wt％，其余為Fe。

C0.20-0.30wt％：碳元素是形成各種碳化物和基體組織的基本元素，也是影響塑模模塊，特別是大型塑模模塊成份偏析的重要元素，碳含量的設計較原來的T22020鋼的碳含量下降了許多，主要是降低大型塑模模塊的成份偏析，從而降低塑模模塊的硬度差值。另外，降低了碳元素含量至0.20-0.30wt％的范圍可以使得塑模模塊在低溫析出金屬間化合物Fe7Mo6(稱之為ε相)，并可發生ε相和M6C碳化物的共析，增加模塊基體的強度，從而使得模塊的抗拉強度和屈服強度提高。在模塊從高溫冷卻過程中可以產生板條狀馬氏體組織，這種板條狀馬氏體組織在550—650℃的溫度回火過程中分解為索氏體組織并保留板條狀馬氏體位相，提高了基體的韌性，從而使得模塊的塑性延伸率和截面收縮率指標提高。

Si0.08-0.20wt％：硅元素不是碳化物形成元素，硅元素雖然具有固溶強化的作用，但是硅元素可以改變模塊在預硬化熱處理回火時碳化物的析出數量，硅元素含量高于成份設計的上限，在一定的程度上會抑止了模塊碳化物在回火過程中的析出，不利于塑模模塊強度的提高。由于這種塑模模塊的強度主要是依靠碳化物析出強化，因此，硅元素含量的設計較原來的T22020鋼的硅元素含量有一定程度的下降，減少硅元素的含量可以增加ε相和M6C碳化物在基體中的析出，提高強度性能指標。

Mn1.55-1.70wt％：錳元素不是碳化物形成元素，錳元素可以細化珠光體組織，并且錳元素可以顯著提高模塊的淬透性，特別是對于大型塑模模塊而言，提高錳元素含量顯得尤其重要，錳元素的設計較原來的T22020高有增加其目的也是增加塑模模塊的淬透性，使得大型模塊的熱處理后的硬度差值減小。