[发明专利]10Ni3MnCuAl-ESR时效硬化型塑料模具钢

说明书

本发明公开了10Ni₃MnCuAl‑ESR时效硬化型塑料模具钢，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%，余量为Fe；所述模具钢在加工过程中钢坯的固溶处理温度为820‑880℃，空冷；时效处理温度为500‑550℃，空冷，所述塑料模具钢具有HRC37‑43的硬度；本发明的时效硬化型塑料模具钢适合制作高性能、精密型模具，橡胶模具、冲压模具，光学镜片、透明制品等各种热塑料制品成型模具。

技术领域

本发明涉及塑料模具钢技术领域，特别是10Ni₃MnCuAl-ESR时效硬化型塑料模具钢。

背景技术

时效硬化型塑料模具钢含碳量低，合金度较高，通过固溶时效硬化可以析出金属间化合物强化基体，一般具有良好的镜面抛光性能和焊接性能，并且时效处理变形小，因此可被用于制造复杂、精密的塑料模具和透明塑料件模具，广泛应用于制造汽车、家电等塑料制品模具，其中10Ni₃MnCuAl即是专门开发的用于塑料模具制造的时效硬化钢。但是10Ni₃MnCuAl预硬化机理与其他塑料模具钢有所不同，因其实成分中碳含量较低，并以Ni-Cu-Al三元合金为基础，添加Mn等合金元素，在固溶处理时的温度、时间，以及时效处理时的温度、时间等工艺参数决定了其基体的硬度、析出金属间化合物及碳化物的效果，进而影响到成品硬度。一般国内企业在这方面的工艺控制不佳，导致生产的钢材达不到模具制造要求。因此，确定10Ni₃MnCuAl时效硬化型塑料模具钢生产过程中的固溶处理工艺及时效处理工艺成为该钢材生产的重中之重。

发明内容

本发明的目的就是针对目前国内的10Ni₃MnCuAl时效硬化型塑料模具钢加工时的工艺控制不佳，导致生产的钢材达不到模具制造要求，提供一种10Ni₃MnCuAl-ESR时效硬化型塑料模具钢。

本发明的一种10Ni₃MnCuAl-ESR时效硬化型塑料模具钢，所述塑料模具钢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%，余量为Fe，所述塑料模具钢具有HRC37-43的硬度；所述的塑料模具钢在加工过程中钢坯的固溶处理温度为820-880℃，保温时间为30-50min，空冷至室温；时效处理温度为500-550℃，保温时间为10-20min，空冷至室温，所述钢坯锻圆规格为φ60-400mm，扁材规格厚度为20-400mm，宽度为60-800mm。

优选地，所述塑料模具钢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%，余量为Fe。

本发明产品相对现有产品，具有以下优点：

1.通过固溶处理工艺参数的确定，使钢坯基体的硬度达到HRC30以上，通过时效处理工艺参数的确定，使钢坯硬度达到HRC37-43；可以达到在原状下刻模加工付诸实用，无需热处理的效果；

2.本发明塑料模具钢具有极好的加工特性，高抛光性能，优于日本NAK55和NAK80，可以用作电脑屏幕、相机镜头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拆面上组织硬度分布均一，具有优良的花纹图案刻蚀性能，适宜制造光学镜片、透明制品件、外观光亮的壳体件等热塑性塑料制品成型模具；