[發明專利]一種模具鋼及其制備方法

在審

• 申請號: 202011158417.2
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112359280A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 鄒思源;李堯
• 申請（專利權）人: 佛山市眾禾鋁業有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/20;C22C33/04;C09D167/00;C09D161/28;C09D5/18
• 代理公司: 佛山信智匯知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 44629
• 代理人: 何錦輝

本發明提供了一種模具鋼及其制備方法，所述模具鋼包括金屬基體以及非金屬組合物，且所述金屬基體包括以下質量百分比的元素：C 0.2％?0.34％、Si 0.75％?1.27％、Mn 0.30％?0.50％、Cr 1.5％?5.6％、Mo 0.8％?1.1％、V 0.5％?1.2％、Ag0.001％?0.005％、Ce 0.0001％?0.0005％、Cu≤0.20％、P≤0.010％、Fe余量；所述非金屬組合物由有機硅改性聚酯樹脂、三聚氰胺樹脂、阻燃劑以及溶劑按照質量比為1?8:1?5:0.1?0.7：10?20的比例制備得到。通過優化模具鋼的金屬基體的成分以及成分含量，在充分發揮各金屬元素作用的基礎上，各合金金屬交互協同作用，有助于增強模具鋼的韌性以及強度，使其具有較佳的鑄造性能；非金屬組合物的成份以及成分配比合理，能與金屬基體形成相容性佳的混合體，有助于制備高品質的模具鋼，且制備的模具鋼的熱疲勞性能、阻燃性以及使用性優異。

技術領域

本發明涉及金屬制備領域，具體而言，涉及一種模具鋼及其制備方法。

背景技術

模具鋼一般用于液態金屬成型，其使用的條件復雜且需要長時間在高溫高壓、激冷激熱條件下承受交變載荷，容易使模具表面產生熱疲勞裂紋而失效，因此，需要要求制備的模具鋼具有高的韌性和熱疲勞性。由于鍍覆鋼材的特性，由于外部因素容易在表面上發生氧化反應，即腐蝕產物，并且抑制這種腐蝕產物產生的最廣泛使用的方法是在表面上形成膜。作為在表面上形成膜的方法，有物理形成無機或有機成分的膜的方法，通過諸如鉻酸鹽處理的化學反應形成膜的方法等。以此方式形成的膜可以保護鍍層以改善鍍覆鋼板的耐腐蝕性，耐黑化性和耐酸性，但現有技術中，通過在鋼材料表面鍍覆一層保護材料，只能起到鋼材表面的保護作用，一旦保護膜破壞，鋼材就會繼續發生腐蝕。其熱疲勞性也會變差，機械性能也隨之降低甚至引發一些生產故障，進而影響生產效率，因此，需要對模具鋼的制備做進一步改進。

發明內容

基于此，為了解決現有技術中模具鋼外層保護膜容易破壞，導致材料的腐蝕性、機械性能以及熱疲勞性差的問題，本發明提供了一種模具鋼及其制備方法，具體技術方案如下：

一種模具鋼，所述模具鋼包括金屬基體以及非金屬組合物，且所述金屬基體包括以下質量百分比的元素：C 0.2％-0.34％、Si 0.75％-1.27％、Mn 0.30％-0.50％、Cr1.5％-5.6％、Mo 0.8％-1.1％、V 0.5％-1.2％、Ag0.001％-0.005％、Ce 0.0001％-0.0005％、Cu≤0.20％、P≤0.010％、Fe余量；所述非金屬組合物由有機硅改性聚酯樹脂、三聚氰胺樹脂、阻燃劑以及溶劑按照質量比為1-8:1-5:0.1-0.7：10-20的比例制備得到。

優選地，按照質量百分比，所述非金屬組合物為所述金屬基體的1％-6％。

優選地，所述阻燃劑為膦阻燃劑、次亞磷酸酯阻燃劑、次亞磷酸鹽阻燃劑、磷酸酯阻燃劑中的一種或多種。

優選地，所述溶劑為己烷、四氫呋喃、異佛爾酮、二元酸酯中的一種或多種。

優選地，有機組合物的制備方法為：按照質量百分比，將所述有機硅改性聚酯樹脂、所述三聚氰胺樹脂以及所述阻燃劑混合均勻后，緩慢加入所述溶劑，在間歇式超聲作用下反應混合，得到非金屬組合物。

優選地，所述間歇式超聲作用的條件為：所述超聲作用的間歇時間為10s-20s；所述超聲作用的功率為150W-200W；所述超聲作用一次的時間為30s-40s；所述超聲作用的循環次數為3-6次；所述超聲作用的溫度為250℃-450℃。

另外，本發明還提供一種模具鋼的制備方法，包括以下步驟：

按照模具鋼的元素配比，將配料放入熔煉爐中進行熔煉，得到第一鋼熔體；

往所述第一鋼熔體中加入占所述非金屬組合物添加量2/3的非金屬組合物，攪拌均勻后獲得第二鋼熔體；