[發明專利]一種具有抗腐蝕性的塑料模具鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 201410124967.0
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN103866197A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 李敬;李占春;曲景春
• 申請（專利權）人: 江蘇聯峰能源裝備有限公司
• 主分類號: C22C38/44
• 分類號: C22C38/44;C21D8/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

技術領域

本發明涉及塑料模具鋼的生產工藝領域，尤其涉及一種抗腐蝕性能高，適用范圍廣的塑料模具鋼。

背景技術

隨著塑料制品在工業及日常生活中的應用越來越廣泛,塑料模具工業對模具鋼的需求也越來越大。在塑料成型加工中,模具的質量對產品質量的保證作用是不言而喻的。塑料模具已向精密化、大型化和多腔化的方向發展,對塑料模具鋼的性能的要求越來越高,塑模鋼的性能應根據塑料種類、制品用途、生產批量、尺寸精度和表面質量的要求而定。但是模具在長期運轉和保持過程中，容易生銹受蝕，而且隨著塑料成型中添加各種成分，模具更容易受蝕。

同時市面上有很多種類具有抗腐蝕性能的塑料模具鋼，但是這些抗腐蝕的塑料模具鋼的應用范圍較小，僅僅能適用于大氣腐蝕或者水體腐蝕，在更換了其應用范圍時，需要選擇不同的配方進行生產，同時許多抗腐蝕性能的塑料模具鋼因為配料中添加的抗腐蝕的元素，因此其鋼本身的耐磨性、耐沖擊性和拋光后的表面粗糙度低于同類的塑料模具鋼，不符合企業的實際生產需求。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明提供一種抗腐蝕性能高，適用范圍較廣的塑料模具鋼、

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種具有抗腐蝕性的塑料模具鋼，所述的塑料模具鋼中個組分的重量百分比為：C：0.20-0.32％，Si：0.12-0.15％，Mn：0.05-0.15％，P：0.06-0.08％，S：0.01-0.015％，N：0.1-0.15％，Ni：3.5-4.0％，Cr：8.5-10.5％，Cu：0.25-0.45％，Mo：0.45-0.5％，Cr+Ni=12-14.5％，余量為Fe和煉制過程中帶進的其他雜質。

本發明的成分設計基于以下原理：

碳是提高鋼的硬度和強度最為有效的元素，固溶強化作用顯著，是保證模具鋼硬度必不可少的元素。C是形成鉻碳化物等各種碳化物的不可缺少的基本元素，C含量過高會造成鋼中碳化物數量的增多及偏聚，降低韌性及耐腐蝕性能；C含量過低不能滿足模具鋼的高硬度要求；本發明所述的塑料模具鋼中碳元素的比例為C：0.20-0.24%或C：0.25-0.32%。

鋼中含有少量的硅有較好的脫氧作用，但Si含量過高則降低鋼的焊接和切削加工性能，本發明優選的Si的比例為：0.12-0.15％。

鋼中錳含量過高，有導致晶粒粗化的現象，同時增加鋼的回火脆性，因此本發明將Mn含量控制在較低的含量范圍，本發明優選的Mn的比例為：0.05-0.15％。

磷是易切削元素。磷溶解在鐵素體中，能提高鐵素體硬度，改進零件的表面光潔度和切削性能，但鋼中磷太高會增加冷脆，本發明優選的P比例為：0.06-0.08％。

硫元素在鋼中以硫化物的形式存在，降低鋼的橫向延展及韌性性能；本發明優選的S的含量為：0.01-0.015％。

氮能增加鋼中鐵素體，在鋼中能改善切削加工性，本發明優選的N的含量為：0.1-0.15％。

鉻是保證鋼具有良好的耐蝕性的元素，與碳結合形成彌散的碳化物，從而使鋼具有良好的耐磨性，而鎳元素可以提高鋼材的淬透性和耐腐蝕性，一般鎳與銅和鉻的配合效果尤為明顯，其中當在m(Ni)＝3．5％左右時，鋼材的耐腐蝕性最好，而當M(Ni)低于1％時，尤其當鋼中含合銅時，改善耐蝕的效果并不明顯；本發明所述的塑料模具鋼中鎳元素和鉻元素的比例為Ni：3.5-4.0％，Cr：8.5-10.5％，兩種元素的混合比例為Cr+Ni=12.0-12.5％或Cr+Ni=12.8-14.5％。

銅元素可在鋼的腐蝕層與銅的富積層之間形成緊密的薄氧化銅中間層，形成雙層結構的銹層，緊貼鋼基體的內層，非常致密、完整，附著性強，可減緩腐蝕介質腐蝕鋼板內部；本發明優選的Cu比例為：0.3-0.38%。

鉬能有效提高鋼抗大氣腐蝕能力，在大氣環境下尤其工業大氣可使鋼腐蝕速度降低1/2以上，本發明優選的Mo的比例為：0.45-0.5％。

本發明所述的一種具有抗腐蝕性的塑料模具鋼的制造方法，所述的塑料模具鋼的制造方法包括以下幾個步驟：下料、鍛造鋼錠→保溫回火→粗加工、熱軋→高溫回火→精加工、鍛造→回火→冷卻，具體包括以下幾個步驟：

1）下料、鍛造鋼錠：根據配比將原料加入到冶煉鋼水中，將滿足成分的鋼水澆注成鋼錠；

2）保溫回火：將上述鋼錠放置在鍛造加熱爐中進行加熱，加熱溫度為1200℃～1280℃，保溫4～6小時；

3）粗加工、熱軋：降溫冷卻到1150℃～1180℃，在此溫度條件下將鋼錠進行初步加工成鍛坯；