[發(fā)明專利]熱鍛模壓鑄模用模具鋼的制備工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210406749.7
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN102953013A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設計）人: 陶海霞
• 申請（專利權）人: 銅陵科海光電技術有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C22C38/58;C21D6/00;C23C22/07
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發(fā)明涉及一種模具鋼，具體屬于熱鍛模壓鑄模用模具鋼的制備工藝。

背景技術

用來生產塑料成型模具的模具鋼需要具有以下特性：

（1）鏡面精加工性（mirror?finish?workability）良好，不易發(fā)生針孔和微小麻點；

（2）打磨加工性（satinizing?workability）良好；

（3）抗腐蝕和生銹性良好；

（4）強度、耐磨性和韌性良好；

（5）切削性良好。

通常使用例如JIS?SCM440等中等C-Mn-Cr-Mo-Fe系鋼材作為塑料成型用模具鋼，但上述要求已經增加，另外，近年來，生產交貨時間的降低已經作為客戶的重要要求出現(xiàn)。為了降低加工步驟數(shù)目來滿足該要求，通常使用各種鋼材，例如低碳Mn-Cr-Mo-S-Fe系鋼材（見JP-A－48-093518）、為了改進淬火性向上述鋼材（即JP-A-48-093518）加入Ni的改性鋼材（JP-A-52-065557）和改進切削性的無硫含Cu的鋼材（見JP-A-58-067850或JP-A-60-204868）。

上述塑料成型用鋼材，即低碳Mn-Cr-Mo-S-Fe系鋼材和低碳Mn-Ni-Cr-Mo-S-Fe系鋼材，存在著不能得到滿意的模具壽命的問題，由于當用這種鋼材形成最大長度約2米的大尺寸模具時，由于硫化物離析等，拋光性、耐磨性和韌性變差。JP-A-58-067850的低碳無硫Mn-Cr-Cu-Fe系鋼材對淬火回炎處理具有低的抗軟化性，所以當它在約550℃下進行氮化處理時，鋼材的硬度變差。JP-A-48-093518的低碳Mn-Ni-Cr-Mo(W/2)-Cu-Fe系鋼材不一定令人滿意，這是因為由于碳含量低不能得到足夠的析出硬化效果。

在JP-A-03-115523的低碳低硫低A1和低氧的Mn-Cr-Mo-系鋼材中，由于將基材的硬度降低于HRC30改進了切削性，所以盡管通過抑制非金屬雜物的出現(xiàn)改進了鏡面精加工性，但是該材料具有低的硬度和不令人滿意的拋光性和耐磨性。JP-A-07-062491的低碳Mn-Cr-Mo(W)-V-Cu-Fe鋼材或低碳Mn-Ni-Cr-Mo(W)-V-Cu-Fe鋼材確保：即使用這種鋼材形成大尺寸的模具，也能滿足能塑料成型用模具的上述要求，由于Cr、Mo(W/2)、Cu和V，因足夠的析出硬化，該鋼材具有高的強度的優(yōu)異的切削性。但是，當廣泛地使用工程塑料材料時，拋光性和耐磨性不一定令人滿意。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的上提供一種熱鍛模壓鑄模用模具鋼的制備工藝，它具有優(yōu)異的韌性和切削性，從而能延長工具的壽命，同時維持常規(guī)的性能，具有優(yōu)異的拋光性和耐磨性。

本發(fā)明的技術方案如下：

熱鍛模壓鑄模用模具鋼的制備工藝，包括有以下步驟：

a、鑄造步驟，模具鋼基體由下述質量百分比的組分組成：C?0.23-0.35%，Mn?1.4-2.0%，Si?0.8-1.5%，V??0.11-0.15%，Ti?0.10-0.19%，Cr?0.8-2.0%，Ni?0.4-1.5%，?W?0.21-0.8%，?Nb?0.02-0.06%，?Cu?0.30%-1.20%，P≤0.034%、S≤0.050%,余量為Fe及不可避免的夾雜質；將含有上述組分的模具鋼加熱至650-760℃，保溫5-6小時，爐冷至280-320℃，保溫3-5小時，再加熱至650-690℃，保溫32小時，以43℃/小時冷卻至400℃，再以20℃/小時，冷卻至常溫；

b、熱處理步驟

對步驟a中得到的模具鋼，再加熱至980℃并保溫1－2h，油冷至不高于100℃后重新加熱至680℃－710℃的溫度范圍并保溫3h，之后水冷；經過回火處理后，再將模具鋼的頭部加熱到320-380℃，保溫4-5小時，然后噴霧冷卻處理，模具鋼的尾部在900-1020℃，保溫6-8小時，然后空冷，最后模具鋼中部再加溫至溫度為160～190℃，保溫2-3小時，放入鐵箱中堆冷；

c、將熱處理后的鋼拋丸處理；

d、將模具鋼在-190℃左右液氮中處理5-6小時；

e、升至室溫，保存24-36小時后，再加熱至240-260℃，保溫2-3小時，空冷；

f、磷化處理，在常溫下將模具鋼在熱火封閉，溫度為280-300℃，采用PH值為8的表面調整劑處理1-2min，經滴空1-2min后，采用磷化劑處理15-20min，再經滴空1-2min后，采用清水清洗。