[发明专利]一种塑料模具钢及其制备方法

说明书

本发明提供了一种塑料模具钢及其制备方法，该模具钢的成分按重量百分比计如下：C：0.35％～0.45％，Si：0.75％～1.05％，Mn：1.00％～1.50％，Cr：1.50％～2.00％，Mg：0.003％‑0.004％，P≤0.015％，S≤0.025％，其中Si+Mn+Cr＝3.65％～4.25％，Cr/Mn＝1.3～1.6；余量为Fe及不可避免杂质；所述模具钢均质度在2HRC以内，横纵向冲击比值0.87‑0.90。制备方法包括冶炼、浇铸、加热、轧制、热处理，本发明生产工艺简单，周期短且具有较高的硬度与韧性，达到高端塑料模具钢水平。

技术领域

本发明属于金属材料生产技术领域，尤其涉及一种塑料模具钢及其制备方法。

背景技术

近年来，塑料制品业发展非常迅速，其产量和消费量都相对稳定增长，与此同时也带来了塑料模具钢的快速发展，与工业发达国家相比，我国塑料模具钢处于发展的前期阶段，缺乏塑料模具专用钢种，P20、718预硬化塑料模具钢模块和高精度的扁钢，国内尚存在交货期长、质量差和品种规格不全等问题，因此国内塑料模具钢行业用钢多来自进口或国内生产的变通钢种。同时传统的塑料模具钢具有高合金含量所带来的成本较高、工艺流程长等缺点。

随着塑料模具钢加工行业的迅猛发展，模具制造业对其材料要求一是材料质量，二是材料的低成本。因此研发出成本较低同时保证材料质量的产品才能满足竞争日益激烈的模具钢加工行业的需求。专利CN101760701A“一种合金塑料模具钢板及其生产方法”的塑料模具钢化学成分为：C：0.30％-0.50％，Si：0.20％-0.50％，Mn：0.80％-1.80％，P≤0.02％，S≤0.01％，Cr：1.40％-2.00％，Mo：0.10％-0.50％，B：0.001％-0.003％，Ti：0.015％-0.04％，V：0.01％-0.04。％

专利CN102286698A“一种塑料模具钢及其制造方法”中塑料模具钢化学成分为：C：0.25％-0.29％，Si：0.40％-0.60％，Mn：1.30％-1.50％，P≤0.020％，S≤0.015％，Cr：1.20％-1.50％，Mo：0.40％-0.50％，Nb：0.02％-0.05％，Ni≤0.15％，Cu≤0.15％，N≤0.012％。

专利CN102899571A“一种预硬型塑料模具钢及其制造方法”的塑料模具钢化学成分为：C：0.35％-0.45％，Si：0.25％-0.35％，Mn：1.30％-1.80％，P≤0.02％，S≤0.008％，Cr：1.5％-2.0％，Mo：0.1％-0.3％，V：0.04％-0.12％。

专利CN107058897A“一种高锰预硬化塑料模具钢板及其生产方法”的塑料模具钢化学成分为：C：0.32％-0.40％，Si：0.30％-0.60％，Mn：1.30％-1.80％，P≤0.020％，S≤0.015％，Cr：1.40％-2.00％，Mo：0.30％-0.50％，Al：0.015％-0.040％。以上专利中的塑料模具钢化学成分均含有0.10％-0.50％的Mo及V、Nb、Ni等合金元素，合金成本较高。

专利CN103981451A“一种热轧加回火型无Mo塑料模具钢钢板及其制造方法”的塑料模具钢成分简单，但其较厚规格钢板在全板宽1/4处的硬度较低，且不能保证钢板具有优异的韧性。专利CN103710625A“一种高韧性塑料模具钢及其生产方法”所述模具钢具有较高的韧性，但采用控轧控冷及正火工艺使生产成本急剧上升，同时产品硬度较低。

文献《空冷经济型塑料模具钢P20的开发》(傅清霞，邱香花，江西冶金，2015，35(1)：4-7)开发的P20塑料模具钢钢板热轧后进行回火热处理，洛氏硬度同板差在1.5HRC以内，但轧态钢板中心偏析严重。

综上所述，开发出性能优异同时成本低廉的塑料模具钢，为模具行业提供一种绿色经济的新材料将具有良好的经济效益和社会效益。

发明内容