[發(fā)明專利]一種高鏡面耐腐蝕塑料模具鋼及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710983211.5
• 申請(qǐng)日: 2017-10-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109694983B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范劉群;趙坦;李云;石鋒濤;渠秀娟;馮丹竹;李廣龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/02
• 分類號(hào): C22C38/02;C22C38/04;C22C38/42;C22C38/48;C22C33/04;C21D8/02
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本發(fā)明公開(kāi)一種高鏡面耐腐蝕塑料模具鋼及其制造方法。鋼中含有，C：0.32％～0.46％；Si：0.4％～1.2％；Mn：0.4％～0.8％；P≤0.020％；S≤0.040％；Cr：10.8％～12.8％；Cu：0.3％～1.2％；Ni：0.5％～1.0％；Nb：0.15％～0.25％；N：0.01％～0.03％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。鋼坯料裝爐后在200～500℃預(yù)熱后升溫，預(yù)熱時(shí)間≥2h，加熱溫度1250～1280℃，均熱時(shí)間4～6h，開(kāi)軋溫度≥1100℃，終軋溫度840～880℃；軋后空冷至100～300℃。一次回火溫度610～650℃，保溫時(shí)間3.4～6.5min/mm，二次回火溫度540～580℃，保溫時(shí)間3.4～5.5min/mm。生產(chǎn)的模具鋼具有優(yōu)良的耐腐蝕性和表面性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于黑色金屬材料，特別涉及高鏡面耐腐蝕塑料模具鋼及其制造方法。

背景技術(shù)

塑料制品具有成本低、可塑性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用廣泛。塑料制品通常采用壓塑、擠塑、注塑、吹塑等工藝在塑料模具中進(jìn)行熱成型。其中，聚氯乙烯、聚丙烯、ABS、EVA、聚氨酯等材料在熱熔融狀態(tài)下會(huì)分解生成大量酸性氣體，對(duì)模具鋼表面造成嚴(yán)重銹蝕，大大降低了模具的使用壽命及產(chǎn)品合格率。因而，對(duì)于此類產(chǎn)品，要求模具鋼應(yīng)具有較強(qiáng)的耐腐蝕性能。與此同時(shí)，塑料模具產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展對(duì)模具鋼的純凈度、拋光性能、細(xì)晶組織及均質(zhì)化等也提出了更高的要求。

馬氏體不銹鋼主要為Cr含量在12％～18％范圍內(nèi)的低碳或中高碳鋼，以40Cr13為代表的馬氏體不銹鋼具備高強(qiáng)度及一定的耐腐蝕性能，常用來(lái)制造機(jī)器零件，如蒸汽渦輪的葉片、蒸汽裝備的軸和拉桿，以及在腐蝕介質(zhì)中工作的零件，如閥門、螺栓等，如今已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、醫(yī)療器械及家用刀具等領(lǐng)域，也是耐蝕塑料模具鋼最具代表性的鋼種。40Cr13鋼因合金元素含量較高，鋼的相變應(yīng)力較大，極易產(chǎn)生裂紋。另外，由于40Cr13鋼中C、Cr含量較高，易生成大量共晶碳化物，并存在碳化物分布不均勻、帶狀偏析嚴(yán)重，從而無(wú)法獲得優(yōu)異的拋光性能、耐腐蝕性能及均勻的截面硬度。目前，國(guó)內(nèi)外較專業(yè)的模具鋼生產(chǎn)線一般采用模鑄+電渣重熔+高溫?cái)U(kuò)散退火+(軋制)鍛造+球化退火方式生產(chǎn)40Cr13，工序復(fù)雜且成材率較低。

目前公開(kāi)的耐腐蝕塑料模具鋼專利較多。CN101967608A公開(kāi)了一種含氮耐腐蝕模具鋼，其化學(xué)成分為：C：0.20％～0.40％，Si：0.5％～0.8％，Mn：0.5％～0.7％，P﹤0.020％，S﹤0.005％，Cr：13.0％～17.0％，Mo：0.8％～1.5％，N：0.08％～0.30％，Ni：0.1％～0.3％，余量為Fe。通過(guò)添加0.08％～0.30％的N，以求減少馬氏體不銹鋼中的碳化物，在保證硬度的前提下，提高鋼的耐腐蝕性能，但在實(shí)際生產(chǎn)中，N會(huì)導(dǎo)致鋼中出現(xiàn)針眼狀缺陷，且對(duì)耐腐蝕性能的提高極為有限。

CN103255343A公開(kāi)了一種含Sn的馬氏體不銹鋼，其化學(xué)成分為：C：0.15％～0.40％，Si≤1.0％，Mn≤2.0％，P≤0.040％，S≤0.010％，Cr：12.0％～14.0％，N：0.05％～0.12％，Sn：0.10％～0.30％，余量為Fe。Sn的添加可以提高鋼的耐腐蝕性能，但由于添加量較少，并不能解決合金碳化物嚴(yán)重的問(wèn)題，而且Sn的添加將使鋼的熱加工性能變差，易造成鋼板邊裂。

CN102796959A公開(kāi)了一種耐腐蝕馬氏體模具鋼，其化學(xué)成分為：C：0.16％～0.24％，Si≤0.15％，Mn≤0.15％，P﹤0.015％，S﹤0.005％，Cr：12.0％～12.6％，N：0.13％～0.20％，Ta：0.03％～0.08％，C+N＝0.30％～0.37％，余量為Fe，并采取電渣重熔+鍛造的方式改善鋼中共晶碳化物，但存在工序復(fù)雜、生產(chǎn)效率較低及成本較高等缺點(diǎn)。

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