[發明專利]一種淬硬型易切削鏡面塑料模具鋼

無效

• 申請號: 200810060480.5
• 申請日: 2008-04-11
• 公開（公告）號: CN101260500A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 胡開華
• 申請（專利權）人: 寧波浙東精密鑄造有限公司
• 主分類號: C22C38/54
• 分類號: C22C38/54
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司
• 代理人: 張一平

技術領域

本發明涉及的淬硬型易切削鏡面塑料模具鋼涉及鋼鐵材料領域，尤其是高級塑料模具鋼領域。

背景技術

理想的塑料模具鋼最好是能兼有淬硬性、易切削性、鏡面拋光性和耐蝕性特性。具備前述一種或幾種特性的現有塑料模具鋼分別有：

預硬化型塑料模具鋼。SM3Cr2Mo(P20)和SM3Cr2NiMo(P20+Ni)是通用的預硬化塑料模具鋼，預硬化硬度為28～37HRC，P20+Ni比P20有更好的淬透性和力學性能，被稱為高級塑料模具鋼，這兩種模具鋼的加工性能尚可，除少量精品鋼材以外，拋光難以達到鏡面效果。由于硬度偏低，耐磨性差，模具壽命不長且不耐腐蝕。

預硬化易切削塑料模具鋼。4CrNiMnMoVSCa(4NiSCa)和5CrNiMnMoVSCa(5NiSCa)的預硬化硬度35～45HRC，由于添加了易切削元素S、Ca因此具備了較好的可加工性和鏡面拋光性，但耐磨性還嫌不足，影響模具使用壽命，而且也不耐蝕；8Cr2MnMoVS(8Cr2S)同4NiSCa和5NiSCa相比，硬度有較大提高，預硬化硬度可達40～48HRC，是一種兼顧易切削性、耐磨性和拋光性的新鋼種，但同樣是耐蝕性不足。

耐蝕塑料模具鋼。SM2Cr13、SM4Cr13和SM3Cr17Mo是我國納標的三個耐蝕塑料模具鋼，屬于高級塑料模具鋼范圍，由不銹鋼種經過精煉而得，鋼材純凈度高，普遍具有耐蝕性和鏡面拋光性，力學性能高，尤其是硬度高可達56HRC以上，但不易加工，為改善加工性能，需經過高溫回火，使硬度降低至40HRC左右，因此又損失了加工表面的表面質量和拋光性。屬于同類的鋼種還有德國蒂森的GS-316ESR，(4Cr16Mo)，日本大同特鋼的S-STAR等。

淬硬型塑料模具鋼。模具鋼行業內還沒有專門開發的淬硬型塑料模具鋼，現有的幾個鋼號都是由熱作模具鋼和冷作模具鋼代替，如納標的SM4Cr5MoSiV和SM4Cr5Mo1V1就是由熱作模具鋼4Cr5MoSiV和4Cr5MoSiV1直接納入，SMCr12Mo1V1是由冷作模具鋼Cr12Mo1V1直接納入，在冶金工藝方面要經過ESR，VAR等工藝精煉加工，這些鋼種硬度可達45～60HRC，具有良好的拋光性，蝕刻性及力學性能，但高硬度下的加工性能不佳，而且材料成本高。

塑料模具鋼除上述四類以外，還滲碳型和時效硬化型塑料模具鋼，但與本發明所涉不屬于同一類。

此外，中國專利也公開了一些此類模具鋼，如中國專利CN86103713公開的“易切削高韌性塑料模具鋼”、CN85100821公開的“易切削析出硬化型熱作模具鋼”、CN98111772.4公開的“一種微合金化塑料模具鋼的制造方法”及CN200610047668.7公開的“一種耐腐蝕易切削塑料模具鋼”等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種兼有淬硬性、易切削性、鏡面拋光性和耐蝕性的新型塑料模具鋼，且材料成本低。

本發明淬硬型易切削耐蝕鏡面塑料模具鋼，其特征在于其化學成份為(wt％)：C0.30～0.70，Si≤1.0，Mn≤0.9，Cr7.0～11.5，Ni≤2.5，B0.30～0.75，Cu≤1.0，S≤0.1，P≤0.04，其余為Fe和不可避免的雜質。優選化學成份為(wt％)：C0.30～0.46，Si≤0.7，Mn≤0.6，Cr7.0～9.0，Ni≤1.25，B0.40～0.60，Cu≤1.0，S≤0.1，P≤0.04，其余為Fe和不可避免的雜質。進一步的優選化學成份為(wt％)：C0.30～0.46，Si≤0.7，Mn≤0.6，Cr7.0～9.0，0.5＜Ni≤1.25，B0.40～0.60，0.3＜Cu≤1.0，S≤0.1，P≤0.04，其余為Fe和不可避免的雜質。

按合金模具鋼鋼號標定方法，本發明的塑料模具鋼牌號為4Cr8NiBCu。

本發明塑料模具鋼4Cr8NiBCu中的主要合金元素的作用如下：

碳(C)：鋼中的基本組成元素，決定鋼的硬度并對鋼的其它力學性能起基礎性作用，本發明中碳的含量設計為0.30～0.65wt％，可滿足56～58HRC范圍內的硬度要求。

硅(Si)、錳(Mn)：提高淬透性和力學性能。

鉻(Cr)：存在于基體和硼化物中，一方面起耐蝕作用，另一方面起強化作用。

鎳(Ni)：固溶于基體中，增加鋼的高溫變形能力，有利于鍛造，此外，還增加耐蝕能力，提高韌性和塑性。

硼(B)：形成一次硼化物和大量均勻分布的二次復合硼碳化物，使鋼在高硬度條件具備良好的加工切削性能和拋光性能。