[发明专利]具有优异高温强度的塑料模具钢及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有优异高温强度的塑料模具钢及其制备方法，所述模具钢成分按重量百分比计如下：C：0.30％‑0.40％，Si：1.10％‑1.30％，Mn：0.9％‑1.1％，P≤0.015％，S≤0.015％，Cr：10.0％‑11.0％，Mo：0.42％‑0.60％，V：0.1％‑0.2％，Ta：0.10％‑0.20％，Co：0.40％‑0.60％，其中，Mo+V+Ta＝0.7％‑0.9％，余量为Fe及不可避免杂质。制备方法包括铁水预处理—冶炼—LF—RH—连铸—板坯加热—轧制—矫直—缓冷—正火—回火；应用本发明得到的模具钢硬度44‑46HRC，同板硬度差≤2HRC；室温下横向心部Rm≥1460MPa；500℃下横向心部Rm≥710MPa；同时该种模具钢均具有良好耐酸腐蚀性能。

技术领域

本发明属于金属材料领域，尤其涉及具有优异高温强度的塑料模具钢及其制备方法。

背景技术

塑料工业的快速发展决定了对成型模具的要求也会越来越高，在具有高的强韧性的同时，还需要求具备一定的耐蚀性能，由于塑料模具钢硬度一般较高，因此切削加工性成为终端用户关注的重点。此外，塑料成型温度一般在150-400℃之间，在短时间内可达600℃左右，过高的温度使模具产生热变形而造成精度降低，若模具钢高温下强度过低会导致模具失效报废。因此，塑料模具钢还要求具有良好的高温强度。

国内许多单位在开发研制新型塑料模具钢、提高产品质量、优化生产工艺、提高模具寿命等方面做了大量的工作。

申请号为201910049311.X的发明《一种耐高温模具钢及其制备方法》公开了一种耐高温模具钢，其成分质量百分比为：C：0.75％-0.95％，Cr：6％-8％，Si：0.5％-1.5％，Al：3％-5％，Ni：0.3％-0.5％，Zn：0％-0.2％，Mn：0.5％-1.5％，B：0.001％-0.5％，Re：0.02％-0.08％，P+S≤0.03％，余量为Fe。经过两次回火处理，得到具有高强度、高柔韧性和耐高温性能良好的模具钢。但延伸率低，硬度均匀性及耐蚀性难以保证。

申请号为201911385345.2的发明《一种耐高温模具钢及其制造方法》公开了一种耐高温模具钢及其制备方法，其化学成分质量百分比为：C：0..2％-0.3％，Si：0.2％-0.4％，Mn：0.3％-0.8％，W：7.0％-9.0％，Mo：1.0％-4.0％，Cr：6.0％-8.0％，Co：6.0％-10.0％，V：0％-1.0％，Nb：0％-0.5％，Re：0％-0.05％，Zr：0％-0.5％，Ti：0％-1.0％，其余为Fe和杂质。该种模具钢抗高温性能强，性能稳定，大大延长了模具的使用寿命，使用过程不易变形，抗拉强度高。但采用锻造方法成本高，难以实现强韧性匹配及高温下的良好耐蚀性

申请号为201410194383.0的发明《一种具有良好耐蚀性和韧性的超高强度模具钢》其成分质量分数为C：0.08％-0.32％、Si：≤0.8％、Mn：≤0.5％、Cr：5％-10％、Ni：6.0％-8.0％、Co：1.3％-1.8％、W：0.9％-1.1％、V：0.2％-0.5％、Nb：0.08％-0.15％、N：≤0.002％、O：≤0.0015％、Mo：0.9％-1.4％、Ti：0.05％-0.4％、S：0.011％-0.025％。该种模具钢经过锻造加工手段可广泛应用于要求高强度高韧性的汽车行业。但锻造成本高，成材率低，且该种塑料模具钢难以保证冲击性能。

申请号为201610697851.5的专利《一种高强度模具钢及其加工方法》公开了一种模具钢，其成分质量百分比为：C：0.45％-0.65％，Cr：4.16％-8.5％，Mo：0.56％-2.13％，Mn：0.55％-1.96％，Si：1.45％-3.04％，Ta：0.003％-0.009％，B：0.13％-0.25％，W：0.22％-0.39％，P≤0.023％，S≤0.019％，余量为铁和不可避免的杂质。通过锻造及系列热处理得到具有高强度及耐磨性能，但是高温性能及耐蚀性难以保证，且生产周期长，不符合模具钢的发展方向。

发明内容