[发明专利]一种高韧性塑料模具钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模具用钢及其生产方法，更具体地讲，本发明涉及一种高韧性塑料模具钢及其生产方法。

背景技术

随着汽车的轻型化和电器产品的大型化，对模具钢使用性能的要求越来越高。要求模具钢具有优良的可加工性、热处理变形小、尺寸稳定性好等特点。为了满足以上使用要求，预硬型模具钢的使用日益受到广泛关注，此钢种纯净度高，性能稳定，硬度分布均匀，具有良好的加工性和表面光洁度。制造塑料模具的钢板常用厚度规格为25-120mm，采用淬火处理和回火热处理工艺生产的塑料模具，厚度方向硬度波动较大，实际使用性能受到一定限制。

目前塑料模具用钢板的原料多采用铸锭开坯工艺生产，工序多，需要多次加热，对生产设备要求较高。

发明内容

本发明提供了一种高韧性塑料模具钢，所述模具钢的化学成分按质量百分比计为：C0.30～0.42%、Si0.20～0.50%、Mn0.75～1.00%、Cr1.50～2.00%、Mo0.25～0.50%、S≤0.015%、P≤0.025%、Als0.010～0.040%，其余为Fe和不可避免的杂质。

优选地，所述模具钢的化学成分按质量百分比计为：C0.36～0.40%、Si0.25～0.35%、Mn0.85～1.00%、Cr1.60～1.90%、Mo0.25～0.40%、S≤0.015%、P≤0.025%、Als0.015～0.030%，其余为Fe和不可避免的杂质。

更加优选地，所述模具钢的化学成分按质量百分比计为：C0.37%、Si0.28%、Mn0.90%、Cr1.83%、Mo0.35%、S≤0.015%、P≤0.015%、Als：0.023%，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明提供了一种高韧性塑料模具钢的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：板坯加热、轧制、钢板缓冷、正火处理和回火热处理。

优选地，在板坯加热步骤中，板坯加热到1180～1220℃，加热速度不高于7min/cm。

优选地，在轧制步骤中，成品厚度大于50mm以上的钢板在粗轧机前转钢，中间坯厚度与成品厚度比为2～4倍，精轧开轧温度850～1000℃。

优选地，在钢板缓冷步骤中，缓冷温度300～600℃。

优选地，正火温度850～900℃，正火保温时间15～30min；回火温度400～600℃，回火保温时间5～15min。

根据本发明的高韧性塑料模具钢的生产方法，通过采用正火+回火的热处理工艺来生产模具用钢，可以实现晶粒细化，使产品硬度达到28～32HRC，硬度均匀性较好，夏比V型冲击功达到80J以上，产品规格可覆盖20～120mm。

具体实施方式

本发明提供了一种高韧性塑料模具钢及其生产方法。

根据本发明的高韧性塑料模具钢采用适当添加Cr、Mo等合金元素，通过控制轧制工艺和正火+回火热处理等工艺，得到了具有高强度、高耐磨和良好切削性能的模具用钢。

具体地讲，根据本发明的高韧性塑料模具钢的化学成分按质量百分比计为：C0.30～0.42%、Si0.20～0.50%、Mn0.75～1.00%、Cr1.50～2.00%、Mo0.25～0.50%、S≤0.015%、P≤0.025%、Als0.010～0.040%，其余为Fe和不可避免的杂质。

优选地，根据本发明的高韧性塑料模具钢的化学成分按质量百分比计为：C0.36～0.40%、Si0.25～0.35%、Mn0.85～1.00%、Cr1.60～1.90%、Mo0.25～0.40%、S≤0.015%、P≤0.025%、Als0.015～0.030%，其余为Fe和不可避免的杂质。

更加优选地，根据本发明的高韧性塑料模具钢的化学成分按质量百分比计为：C0.37%、Si0.28%、Mn0.90%、Cr1.83%、Mo0.35%、S≤0.015%、P≤0.015%、Als：0.023%，其余为Fe和不可避免的杂质。

碳是影响钢材强度的最主要元素之一，碳含量越高强度越高，碳含量要适当按照要求中上限控制，所以生产时C含量控制在0.36～0.38%范围内。

锰能够降低热脆性，提高热加工性能，所以实际生产将Mn含量控制在0.85～1.00%。

磷在钢中是一种易偏析元素，当磷含量大于0.015%时，磷的偏析会急剧增加，并促使偏析带硬度增加，导致钢板的性能不均匀，根据产品性能要求和钢厂实际工艺控制水平，生产时应将P含量控制在0.015%以下。