[发明专利]一种可用于模具表面的合金钢组合物及其应用

说明书

一种可用于模具表面的合金钢组合物，按照重量比例，所述元素包括C0.1‑0.2％，Si 0.1‑0.2％，Mn 0.2‑0.5％，Cr 2‑8％，Ni 0.001‑0.05％，V 0.01‑0.5％，Mo 0.1‑1.5％，Fe≥85％。本申请合金钢组合物，大幅降低碳含量，防止焊接裂纹的产生，耐热耐磨性能仍满足模具要求，可以用于模具快速设计变更。

技术领域

本发明涉及一种合金组合物及其应用，尤其涉及一种可用于模具表面的合金组合物及其应用，该合金组合物可以使得模具设计变更更加便捷。

背景技术

塑料制品加工过程中，模具是重要的工具，其用于注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品，素有“工业之母”的称号。模具是精密工具，形状复杂，承受坯料的胀力，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高要求，模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。通过堆焊或增材制造等方法，在模具内表面形成不同形状，可以实现模具设计的变更。

H13钢为C-Cr-Mo-Si-V型钢，是一种“热作钢”(热作模具钢)，主要应用于锻造模具、压铸模具、塑料模具，是目前用于制作塑料制品加工模具的重要材料，也是目前使用最广泛和最具代表性的热作模具钢种。

H13钢是美国AISI/SAE标准钢材牌号，含C 0.35％、Si～1％、Mn 0.1-0.4％、Cr5％、Mo0.5％、W 1.5％、V 0.4％等，这种C含量的钢具有脆性，易开裂，可以进行谨慎的锻造，但不适合3D打印，尤其是激光熔覆或多层堆焊时，层间非常容易开裂，这就导致变更模具设计存在困难。如果将模具重新开模，则成本非常高。

热作模具钢，这种合金碳化物除少量残留的以外，还要求它在回火过程中在淬火马氏体基体上弥散析出产生两次硬化现象。从而由均匀分布的残留合金碳化合物和回火马氏体的组织来决定热作模具钢的性能，因此，一般认为，如果C含量低于0.3％，则很难达到模具钢的要求。

发明内容

本申请提供了一种可用于模具表面的合金钢组合物，可以避免传统模具钢的易开裂性能，可以方便的变更模具设计。

本申请所述的用于模具表面的合金钢组合物，元素包括C、Si、Mn、Cr、Ni、V、Mo，Fe。

在一种优选实施例中，所述元素重量比例为：

C 0.1-0.2％，

Si 0.1-0.2％，

Mn 0.2-0.5％，

Cr 2-8％，

Ni 0.001-0.05％，

V 0.01-0.5％，

Mo 0.1-1.5％，

Fe≥85％。

在一种优选实施例中，所述元素重量比例为：

C 0.12-0.18％，

Si 0.12-0.18％，

Mn 0.25-0.45％，

Cr 3-6.5％，

Ni 0.005-0.03％，

V 0.05-0.3％，

Mo 0.3-1.2％，

Fe≥90％，或其余为Fe。

在一种优选实施例中，所述元素重量比例为：

C 0.14-0.16％，

Si 0.14-0.16％，