[發明專利]10Ni3MnCuAl-ESR時效硬化型塑料模具鋼

在審

• 申請號: 201810237986.2
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN110295314A
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 王曉鵬;程愛萍
• 申請（專利權）人: 大冶市志聯冶金有限責任公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/08;C22C38/04;C22C38/12;C22C38/16;C22C38/06;C21D6/00
• 代理公司: 黃石市三益專利商標事務所 42109
• 代理人: 沈軍

本發明公開了10Ni₃MnCuAl?ESR時效硬化型塑料模具鋼，它含有下述重量百分比的成分：C：0.10?0.20%，Si：0.23?0.38%，Ni：2.5?3.5%，Mn：0.08?1.70%，Mo：0.16?0.34%，Cu：0.5?1.8%，Al：0.08?1.2%，P：0.01?0.02%，S≤0.005%，余量為Fe；所述模具鋼在加工過程中鋼坯的固溶處理溫度為820?880℃，空冷；時效處理溫度為500?550℃，空冷，所述塑料模具鋼具有HRC37?43的硬度；本發明的時效硬化型塑料模具鋼適合制作高性能、精密型模具，橡膠模具、沖壓模具，光學鏡片、透明制品等各種熱塑料制品成型模具。

技術領域

本發明涉及塑料模具鋼技術領域，特別是10Ni₃MnCuAl-ESR時效硬化型塑料模具鋼。

背景技術

時效硬化型塑料模具鋼含碳量低，合金度較高，通過固溶時效硬化可以析出金屬間化合物強化基體，一般具有良好的鏡面拋光性能和焊接性能，并且時效處理變形小，因此可被用于制造復雜、精密的塑料模具和透明塑料件模具，廣泛應用于制造汽車、家電等塑料制品模具，其中10Ni₃MnCuAl即是專門開發的用于塑料模具制造的時效硬化鋼。但是10Ni₃MnCuAl預硬化機理與其他塑料模具鋼有所不同，因其實成分中碳含量較低，并以Ni-Cu-Al三元合金為基礎，添加Mn等合金元素，在固溶處理時的溫度、時間，以及時效處理時的溫度、時間等工藝參數決定了其基體的硬度、析出金屬間化合物及碳化物的效果，進而影響到成品硬度。一般國內企業在這方面的工藝控制不佳，導致生產的鋼材達不到模具制造要求。因此，確定10Ni₃MnCuAl時效硬化型塑料模具鋼生產過程中的固溶處理工藝及時效處理工藝成為該鋼材生產的重中之重。

發明內容

本發明的目的就是針對目前國內的10Ni₃MnCuAl時效硬化型塑料模具鋼加工時的工藝控制不佳，導致生產的鋼材達不到模具制造要求，提供一種10Ni₃MnCuAl-ESR時效硬化型塑料模具鋼。

本發明的一種10Ni₃MnCuAl-ESR時效硬化型塑料模具鋼，所述塑料模具鋼含有下述重量百分比的成分：C：0.10-0.20%，Si：0.23-0.38%，Ni：2.5-3.5%，Mn：0.08-1.70%，Mo：0.16-0.34%，Cu：0.5-1.8%，Al：0.08-1.2%，P：0.01-0.02%，S≤0.005%，余量為Fe，所述塑料模具鋼具有HRC37-43的硬度；所述的塑料模具鋼在加工過程中鋼坯的固溶處理溫度為820-880℃，保溫時間為30-50min，空冷至室溫；時效處理溫度為500-550℃，保溫時間為10-20min，空冷至室溫，所述鋼坯鍛圓規格為φ60-400mm，扁材規格厚度為20-400mm，寬度為60-800mm。

優選地，所述塑料模具鋼含有下述重量百分比的成分：C：0.15%，Si：0.30%，Ni：3.10%，Mn：1.50%，Mo：0.30%，Cu：1.0%，Al：1.0%，P：0.015%，S：0.003%，余量為Fe。

本發明產品相對現有產品，具有以下優點：

1.通過固溶處理工藝參數的確定，使鋼坯基體的硬度達到HRC30以上，通過時效處理工藝參數的確定，使鋼坯硬度達到HRC37-43；可以達到在原狀下刻模加工付諸實用，無需熱處理的效果；

2.本發明塑料模具鋼具有極好的加工特性，高拋光性能，優于日本NAK55和NAK80，可以用作電腦屏幕、相機鏡頭等高精度塑料模具的制作；

3.具有高淬透性能、空冷淬火在φ150mm拆面上組織硬度分布均一，具有優良的花紋圖案刻蝕性能，適宜制造光學鏡片、透明制品件、外觀光亮的殼體件等熱塑性塑料制品成型模具；