[发明专利]塑料注射成型工具及其制造方法

说明书

本发明涉及注射成型工具以及大型锻件，其由低碳模具钢制成，这种模具钢与目前可获得的商品相比，在大截面上具有显著增加的硬化和淬透性能。上述属性与相同或更好的机械加工性和改进的模具分型线磨损一起获得。当结合双熔体工艺制造时，本发明可以显著改善工具套件中模制件的抛光特性和其它属性。

技术领域

本发明涉及注射成型工具以及大型锻件，其由低碳模具钢制成，这种模具 钢与目前可获得的商品相比，在大截面上具有显著增加的硬化和淬透性 (hardenability)性能。上述属性与相同或更好的机械加工性和改进的模具分型 线磨损一起获得。当结合双熔体工艺制造时，本发明可以显著改善工具套件中 模制件的抛光特性和其它属性。

背景技术

塑料在汽车工业的地位已经大大增长，因为它是未来高性能、更节省燃料 的车辆的关键。塑料通过提供轻重量和多功能设计以及降低制造成本为设计师 和工程师在许多应用中提供了多种优势。塑料的多功能性可以表现为现在可能 的各种形状和表面光洁度。然而，如果没有优质的塑料注射模具钢，这种多功 能性将是不可能的。对燃料效率高的汽车的需求的不断增长正在推动设计师们 创造更加空气动力学的汽车，从而需要更大的复杂塑料部件，如保险杠、仪表 盘和门板。其他行业对塑料部件也有类似的要求，例如外部家具。塑料注射成 型用于快节奏生产，工具钢用于这种应用。优质塑料注射模具钢的性能从模具 制造商到最终用户有所不同。良好的机械加工性以及提供良好表面光洁度的能 力对于模具制造商是重要方面。然而，均匀的硬度是最终用户生产没有形状变 形的部件的关键。随着部件尺寸的增加，模具必须更大，并且在整个截面仍然 显示这些属性。

发明内容

本发明的主要目的是提供塑料注射成型工具套件，其与目前可获得的这种 套件相比具有增加的淬透性和硬度，以及具有(1)相同或更好的机械加工性， (2)增加的清洁度以及良好的冲击值，和(3)，最重要地，提高的淬透性。

另一个目的是提供来自具有以下重量百分比的宽组成的模具块体的塑料注 射工具套件：

更优选地，本发明的一个目的是提供来自具有以下重量百分比的组成的模 具块体的塑料注射工具套件：

另一个目的是提供来自具有以下重量百分比的最优选组成的模具块体的工 具套件：

本发明的另一个目的是提供一种制造具有本文公开的合金成分的用于工具 套件的塑料注射塑模和冲模(mold and die)块体的低成本和有效的方法。

其他目的和优点将从以下描述中变得显而易见。

具体实施方式

碳对于提供所需的硬度和耐磨性是需要的。如果碳明显高于0.40％，则模具 块体将具有低的机械加工性和抛光特性。优选地，最多使用0.35％的碳以确保良 好的机械加工性。如果使用实质上小于0.15％的碳，耐磨性和机械性能将不适合 于模具块体经受的使用条件。优选使用最少0.20％的碳来确保可接受的耐磨性、 硬度和机械性能。最优选使用在0.25％和0.35％范围内的碳。

锰对于淬透性是必不可少的且在炼钢过程中作为脱氧剂。它与其他合金元 素的组合还用于控制锻造操作中的硫化物。如果存在显著高于1.10％的量，则具 有存在残留奥氏体的风险。如果存在实质上小于0.60％的锰，则模具块体的淬透 性将被降低。此外，为了确保硫的控制，锰的含量应该是硫含量的至少20倍。 锰还有助于耐磨性，尽管比其他碳化物形成剂的程度更小。优选地，锰的存在 范围为0.70％至1.10％，最优选为0.80％至1.10％。

硅由于其脱氧能力在炼钢过程中是指定的。如果以比0.60％实质更大的量存 在，则会有最终产品脆化的倾向。