[發明專利]一種耐腐蝕鏡面塑料擠壓模具鋼

無效

• 申請號: 200810048359.0
• 申請日: 2008-07-10
• 公開（公告）號: CN101624687A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 陶惟佳
• 申請（專利權）人: 湖北新精冶金科技有限公司
• 主分類號: C22C38/46
• 分類號: C22C38/46
• 代理公司: 黃石市三益專利商標事務所
• 代理人: 饒建華

(一)技術領域：

本發明涉及冶金鋼鐵材料制造技術領域，屬于模具鋼類。

(二)背景技術：

為了生產強化工程塑料制品(如加入纖維強化的熱塑性工程塑料制品)用的或熱固性塑料擠壓成形用的模具，宜采用耐磨性好的模具鋼，當生產量較大時一般選用4Cr5MoSiV1、Cr12MoV、Cr12MoV1等鋼種制造，經淬火回火后使用。為了提高塑料制品的光潔度，提高擠壓模具的耐磨性、耐腐蝕性和使用壽命，一般對模具采用表面處理或選用塑料模具鋼制備模具。如選用2Cr13、3Cr17NiMoV等，但由于2Cr13耐氯離子腐蝕能力不足，使用過程中容易產生點狀缺陷而導致模具失效，國內用于制造這種高精尖塑料擠壓模具鋼主要依賴瑞典、日本等國家的進口材料，但成本極高。國內市場急需高級別耐腐蝕鏡面模具鋼，這種新型材料必須具備良好的機械加工性能和冷熱加工性能，以保證模具幾何尺寸精度；長期在200℃環境下服役具有良好的耐腐蝕性能，尤其是抗循環冷卻水中的氯離子腐蝕；具有良好的拋光性能，確保塑料制品的表面光潔度；模具經最終熱處理后的硬度要均勻(服役硬度RHC28～32)、具有良好的綜合力學性能、使用壽命比2Crl3提高50％以上。目前尚未查到與此相關的報道。

塑料模具鋼是國內發展得較滯后，到目前為止仍未成完整系列的鋼種。國內常用的塑料模具鋼仍然是含0.40～0.60％碳的碳素結構鋼，如45和40Cr，另外再以GCr15、CrWMn、5CrNiMo、5CrMnMo、Cr12、Cr12MoV等作補充。二十世界九十年代以后，國內先后開發了十余種新型塑料模具鋼。主要鋼種有：

1.預硬化型塑料模具鋼

3Cr2Mo是國內較早開發的塑料模具鋼，與AISI?P20相當，使用時一般是先進行預硬處理，然后再進行切削加工，該鋼適用于制造大、中型精密塑料模具，如：電視機、洗衣機殼體等塑料模具，并已獲得較大量應用。除3Cr2Mo鋼外，國內先后開發的5CrNiMnMoVSCa(簡稱5NiSCa)、8Cr2MnMoVS(簡稱8Cr2)、40CrMnVBSCa(簡稱P20BSCa)、Y55CrNiMnMoV(代號SMI)等易切削型預硬塑料模具鋼，此類鋼不僅適用于制造大、中型精密注塑模具，還可用于制造精密冷作模具，但此類鋼存在的問題是：抗腐蝕性能較差。

2.時效硬化型塑料模具鋼

根據制造高精度、復雜塑料模具的需要，國內先后開發了幾種時效硬化型塑料模具鋼，如10Ni3MnCuAl(代號PMS)、25CrNi3MoAl、Y20CrNi3MnMo(代號SM2)、06Ni6CrMoVTiAl(代號06等)。此類鋼切削加工性能好，加工后再進行時效處理，由于時效溫度低，時效過后模具變形很小，所以適用于制造高精度、復雜的熱塑性塑料模具。其缺點是：拋光性能較差。

3.耐蝕塑料模具鋼

當較大批量地生產聚氯乙烯、氟化塑料、阻燃塑料等塑料制品時，模具需要耐氟、氯等鹵元素氣體的腐蝕，為此需在模具表面鍍鉻或直接采用耐腐蝕鋼。國內開發的耐腐蝕塑料模具鋼0Cr16Ni4Cu3Nb(代號PCR)屬于馬氏體沉淀硬化不銹鋼，該鋼在含有氟、氯等離子的腐蝕性介質中的耐蝕性明顯優于17-4PH(0Cr17Ni4Cu4Nb)，適用于制造含氯、氟或混入阻燃劑的熱塑性塑料的注射模具。其缺點是：冷熱加工性能較差。

4.非調質塑料模具鋼

非調質鋼在鍛、軋后即可達到預硬，不需再進行調質處理，為改善切削加工性能，有些鋼種還添加了適量的P、S和Ca。國內對非調質塑料模具鋼的開發較晚，25CrMnVTiSCaRe(代號FT)、2Cr2MnMoVS和2Mn12CrVCaS即是近幾年開發的新鋼種。鍛、軋空冷后，FT鋼φ100圓鋼的硬度可以達到HRC30～35。主要存在問題是：拋光性能和耐腐蝕性能不夠。

(三)發明內容：

本發明的目的是要解決現有塑料模具鋼綜合性能不夠，彌補上述材料的缺陷，提供一種具有較好的抗氧化性、熱強性和機械加工性能，以及較好的表面拋光性和耐500℃以下氯離子腐蝕性，使用壽命長、成型穩定性能好的新型耐腐蝕鏡面塑料擠壓模具鋼。

本發明的設計方案是：新型耐腐蝕鏡面塑料擠壓模具鋼的配方，其化學成份重量百分比為：C0.18～0.26，Mn0.20～0.40，Si0.80～1.20，Cr13.00～15.00，Mo1.85～2.50，Cu0.80～1.20，V0.07～0.15，P≤0.015，S≤0.008，Ni≤0.60，N≤0.007，余量為Fe及微量雜質。

本發明的設計原理分析如下：