[發明專利]具有優異的熱導性、鏡面拋光性和韌性的成型模具用鋼

有效

• 申請號: 201310156195.4
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103774047B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 河野正道
• 申請（專利權）人: 大同特殊鋼株式會社
• 主分類號: C22C38/44
• 分類號: C22C38/44;C22C38/46;C22C38/52;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/54;C22C38/60
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,李茂家

發明領域

本發明涉及熱導性、鏡面拋光性和韌性均優異的成型模具用鋼，以及特別涉及適合作為塑料成型模具用材料的成型模具用鋼。

發明背景

對于塑料制品成型用模具的材料要求各種特性。特別是，在要求塑料制品具有表面平滑度和光澤度的良好外觀的情況下，要求模具用材料具有高的鏡面拋光性，這使得在構成模具時可以將成型面加工成平滑和鏡面狀表面。

此外，近年來，已有改進塑料制品生產性的強烈需求。為了實現該需求，強烈要求塑料制品以“高循環”方式成型，即縮短每個成型循環的周期。已要求用于塑料制品成型的模具用材料滿足此類需求。

另一方面，降低模具成本的需求日益變得強烈，為了滿足該需求，已強烈要求降低材料成本和加工成本。

此外，較長的模具壽命能夠降低每個制品的模具成本(即，制品成本能夠降低)，因而還要求實現模具長壽命所必需的韌性。

雖然此處存在各種塑料制品，但是作為它們中之一，要求外觀上美麗的位于電視屏幕四邊上的框架。近年來，該框架的尺寸隨著近來電視屏幕尺寸的增大而增大，該框架成型用模具的尺寸也必須增大。

例如，此類成型品成型用模具有時變大，以致其寬度大于1m和其厚度為數十厘米以上。

此類大型模具用材料必須是淬火過程中淬透性高。

實際情況是常規模具材料不能充分滿足該需求。

為了使模具(特別是其成型面)加工成漂亮的鏡狀表面，模具材料必須具有高的鏡面拋光性。

為此，必須降低加入到模具材料中的C量。

當C量大時，在鋼材中形成的碳化物的量也增加。所述碳化物容易出現在由此類鋼材料制造的模具表面上。在這種情況下，當鏡面拋光所述模具表面時，所述碳化物脫落，從而在此處形成作為脫落痕跡的孔，當使塑料制品成型時，所述孔轉移到制品側，從而引起損壞制品表面美感的缺點，由此喪失其商品價值。

然而，當C量降低時，不能獲得模具所必需的硬度。

因此，作為在C量降低的情況下確保硬度的方法，最近已開發了使Cu、Ni和Al的金屬間化合物析出并確保通過其析出硬化的模具硬度的材料。

例如，下述專利文獻1顯示“塑料成型模具用耐腐蝕性鋼”的發明，并公開了在C含量降低至小至0.02-0.2%的情況下，在回火時使Cu、Ni和Al的金屬間化合物析出，由此改進所述鋼的硬度。

然而，根據專利文獻1的公開內容，大量添加Cu和Ni，特別是Al的添加量大至0.5%以上，由此使所述金屬間化合物大量析出。在這種情況下，通過合金成分添加量的升高增加了成本，并且通過添加大量Al而使韌性變得不足。

此外，專利文獻1并未公開改進模具的冷卻性能，這對高循環(周期縮短)方式的制品成型是重要的，為此沒有特別采取對策。

具體地，在冷卻模具時起重要作用的Si含量大(雖然在權利要求書中描述為1.5%以下，但在實施例中其下限是0.3%，并且此處未公開低于該下限的含量)。

當Si的含量大至0.3%以上時，注射后模具的冷卻性能變得不足，其難以實現以比以前更高循環的方式成型。

此外，下述專利文獻2顯示“切削性(machinability)優良的高強度模具用鋼”的發明，并公開了一種用于塑料制品成型等的模具用鋼，其中在C量降低至小至0.005-0.1%的情況下，通過Cu的析出效應以及Ni和Al的金屬間化合物的析出，C量提高所述鋼的硬度。

然而，根據專利文獻2的公開內容，也使Ni和Al的金屬間化合物大量析出。

具體地，在專利文獻2的公開內容中，在權利要求書中，Ni描述為4.0%以下，Al描述為0.1-2.0%。然而，在實施例中，Al的下限是0.74%，并且在所有實施例中，Al量均大于該下限。此外，還對于Ni，在實施例中其下限是1.78%，并且在所有實施例中，Ni均以大于該下限的量添加。

此外，還對于Cu，在權利要求書中，其下限描述為3.5%以下。然而，在實施例中，其下限是0.77%，并且在所有實施例中，Cu量均大于該下限。

此外，專利文獻2也未公開改進模具的冷卻性能，這對以高循環方式的制品成型變得重要，為此沒有特別采取對策。

具體地，還在專利文獻2的公開內容中，含有大量的Si(雖然在權利要求中描述為1.5%以下，在實施例中其下限是0.28%，并且其中未公開低于該下限的含量)。

[專利文獻1]JP-A-11-140591

[專利文獻2]JP-A-2000-297353

發明內容