[發明專利]一種耐溫抗蠕變預硬型塑料模具鋼及其制備方法

在審

• 申請號: 201510680985.1
• 申請日: 2015-10-15
• 公開（公告）號: CN105256252A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 張慶
• 申請（專利權）人: 蕪湖市寶藝游樂科技設備有限公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C33/04
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 方琦

技術領域

本發明涉及塑料模具鋼產品技術領域，尤其涉及一種耐溫抗蠕變預硬型塑料模具鋼及其制備方法。

背景技術

隨著汽車、拖拉機、電機、無線電、家用電器和國防工業的迅速發展，冷沖壓、擠壓、模鍛和壓鑄等無切削加工工藝被廣泛應用，對模具的需要量越來越大，對制造模具的鋼材品種、鋼材的冶金生產及鋼材的熱處理質量等也提出了越來越高的要求。

目前模具鋼的種類主要有冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼等等，其中塑料模具鋼所占的比例最大，模具鋼的使用性能直接關系到加工出來的塑料產品的質量，由于塑料產品的特性，對塑料模具鋼在抗腐蝕性、尺寸穩定性、表面耐磨性、拋光性等方面均有較高的要求，現有的塑料模具鋼主要存在硬度低、耐磨性差、使用壽命低、表面缺陷多等等寇待解決的問題。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種耐溫抗蠕變預硬型塑料模具鋼及其制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種耐溫抗蠕變預硬型塑料模具鋼，該模具鋼中各組分的重量百分數為：C：0.4-0.5％、Si：0.2-0.4％、Mn：2.0-2.5％、Cr：6.0-6.5％、Mo：1.0-1.5％、Ru:0.6-0.8％、V：0.2-0.3％、Zr：1.8-2.2％、Ni：2.5-3.0％、P≤0.02％，S≤0.01％、復合變質劑：0.01-0.02％，其余為Fe及不可避免的雜質。

所述的一種耐溫抗蠕變預硬型塑料模具鋼，所述的復合變質劑由以下重量份的原料制成：納米稀土氧化物2-3、納米碳化鈦8-10、氧化石墨烯1-1.5、無水乙醇適量、PEG-4000.1-0.2；其制備方法為：先將PEG-400溶解于無水乙醇中，隨后投入納米稀土氧化物、氧化石墨烯，超聲攪拌處理40-50min，待其完全分散后加入納米碳化鈦，繼續超聲攪拌混合1-2h，攪拌結束后在350-400℃烘箱中進行干燥處理，完全干燥后粉體充分研磨分散，得稀土氧化物-氧化石墨烯復合包覆納米碳化鈦的復合變質劑。

所述的一種耐溫抗蠕變預硬型塑料模具鋼的制備方法，所述的制備方法為：

(1)將除復合變質劑外的各原料按照元素配比投入熔煉爐中，完全熔化后所得鋼水經精煉和真空脫氣處理后澆注成鋼錠，且在澆注過程中隨流加入復合變質劑；

(2)將所得的鋼錠在加熱爐中以80-100℃/h的升溫速率加熱至950-1050℃，保溫3-4h后對鋼錠進行鍛造，開鍛溫度為980-1020℃，停鍛溫度為750-800℃，所得模塊出爐后自然冷卻備用；

(3)將步驟(2)所得模塊放入回火爐中，以60-80℃/h的速率加熱至450-500℃，保溫4-5h后出爐，經自然冷卻至室溫即得。

本發明的優點是：本發明在傳統預硬型塑料模具鋼的元素配比上適當提高了Cr、Zr、Mn、Mo等元素的配比，同時控制其他合金元素的用量，在保證傳統塑料模具鋼力學性能的基礎上進一步提高了合金材料的機械性能和加工性能，其硬度高、韌性佳，耐磨抗蝕，內部應力低，不易蠕變開裂，加入的稀土氧化物-氧化石墨烯包覆納米碳化鎢復合變質劑細化了模具鋼的組織結構，提高晶體間的界面相容性，增強增韌效果顯著；該模具鋼制備方法簡單高效，制造周期短，可有效的提高塑料件的表面質量，經久耐用，極具生產應用價值。

具體實施方式

該實施例模具鋼中各組分的重量百分數為：C：0.4％、Si：0.2％、Mn：2.0％、Cr：6.0％、Mo：1.0％、Ru:0.6％、V：0.2％、Zr：1.8％、Ni：2.5％、P≤0.02％，S≤0.01％、復合變質劑：0.01％，其余為Fe及不可避免的雜質。

其中復合變質劑由以下重量份的原料制成：納米稀土氧化物2、納米碳化鈦8、氧化石墨烯1、無水乙醇適量、PEG-4000.1；其制備方法為：先將PEG-400溶解于無水乙醇中，隨后投入納米稀土氧化物、氧化石墨烯，超聲攪拌處理40min，待其完全分散后加入納米碳化鈦，繼續超聲攪拌混合1h，攪拌結束后在350℃烘箱中進行干燥處理，完全干燥后粉體充分研磨分散，得稀土氧化物氧化石墨烯復合包覆納米碳化鈦的復合變質劑。

該塑料模具鋼的制備方法為：

(1)將除復合變質劑外的各原料按照元素配比投入熔煉爐中，完全熔化后所得鋼水經精煉和真空脫氣處理后澆注成鋼錠，且在澆注過程中隨流加入復合變質劑；

(2)將所得的鋼錠在加熱爐中以80℃/h的升溫速率加熱至950℃，保溫3h后對鋼錠進行鍛造，開鍛溫度為980℃，停鍛溫度為750℃，所得模塊出爐后自然冷卻備用；