一种塑胶模具钢及其加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种塑胶模具钢及其加工工艺，其中所述塑胶模具钢的化学成分中各主要合金元素的质量百分比为：C为0.20～0.32%，Si为0.25～0.35%，Mn为1.10～1.50%，Cr为1.20～1.60%，Mo为0.40～0.48%，V为0.05～0.10%，P≤0.025%，S≤0.005%，Ni为0.30～1.0%，Nb≤0.15%，余量为Fe，本发明专利技术具有较高的抛光性能和加工性能，此外，塑胶模具钢的内部硬度与表面硬度更加均匀一致；加工工艺中的热处理组织转变比较单一，金相组织更加细腻均匀；材料进行了大锻造比生产；材料心部组织致密；材料表面韧性与心部韧性偏差极小；模具加工周期缩短，成本降低。

【技术实现步骤摘要】
一种塑胶模具钢及其加工工艺
本专利技术涉及合金钢加工
，尤其是涉及一种塑胶模具钢及其加工工艺。
技术介绍
随着我国制造业的迅速发展，对模具的用量越来越大，对模具材料的性能要求也越来越高。在家电及办公塑料制品模具，如电视机外壳、洗衣机缸体、复印机等，又在汽车内外饰件塑料模具，如保险杠、仪表板、内饰门板、车灯等。这些模具要求要有高的抛光性能和加工性能，目前使用的大多是H11钢材料来制造这些模具。但是H11钢材价格较高，这将大大增加这些汽车产品的制造成本。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术第一目的在于提供一种塑胶模具钢，具有较高的抛光性能和加工性能。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种塑胶模具钢，所述塑胶模具钢的化学成分中各主要合金元素的质量百分比为：C为0.20～0.32％，Si为0.25～0.35％，Mn为1.10～1.50％，Cr为1.20～1.60％，Mo为0.40～0.48％，V为0.05～0.10％，P≤0.025％，S≤0.005％，Ni为0.30～1.0％，Nb≤0.15％，余量为Fe。本专利技术进一步的，所述塑胶模具钢的化学成分中各主要合金元素的质量百分比为：C为0.26％，Si为0.30％，Mn为1.30％，Cr为1.40％，Mo为1.00％，V为0.08％，P≤0.015％，S≤0.002％，Ni为0.80％，Nb为0.06％，余量为Fe。通过采用上述技术方案，得到的塑胶模具钢具有较高的抛光性能和加工性能。本专利技术第二目的在于提供一种加工工艺，可以加工得到具有较高抛光性能和加工性能的塑胶模具钢。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种塑胶模具钢的加工工艺，该工艺包括如下步骤：步骤S1、冶炼：按高硬度高抛光预硬化塑胶模具钢的化学成分及质量百分比进行配料、电弧炉冶炼和精炼；步骤S2、高温扩散热处理：加热温度至1150～1250℃，保温时间为15～20h；步骤S3、锻造热加工：将经过高温扩散热处理的钢锭降温至950～1100℃，在此温度范围内进行多向锻造加工，采用两镦两拔锻造方式，总锻造压缩比≥3，终锻温度≥850℃；步骤S4、锻后热处理：锻后空冷，然后装正火炉正火处理，加热温度880～950℃，保温6～9小时，出炉空冷至200℃以下，进退火炉；步骤S5、扩氢退火：在600～700℃温度范围内保温30～40小时，炉冷至220℃以下出炉，然后进行一次正火来细化晶粒；步骤S6、超声波预探伤检测；步骤S7、淬火，加热200～300℃并保温5h，然后冷水冷却；步骤S8、预硬化处理：加热至850～950℃，保温20～30小时，出炉水冷或雾冷至表面温度200℃以下，进回火炉；步骤S9、成品检测；步骤S10、合格标识入库。通过上述技术方案，经过粗炼后的钢水转移到精炼炉内进行精炼，通过精炼减少了杂质，去除了氧化物；锻造热加工主要是内部形成纤维组织，使得金相组织更加细腻均匀；材料进行了大锻造比生产；材料心部组织致密；锻造后热处理的目的是消除锻造应力，降低铸件的表面硬度，提高其切削加工性能、满足机械性能要求，调整与改善组织，防止和消除白的问题。本专利技术进一步的，所述浇铸过程为，将精炼炉内的钢水采用天车吊包出钢，并在真空室内浇铸进行吹氩气，进行了二次真空处理。通过上述技术方案，吹入氩气能够去除钢水的氧气，使得氧气降低至一定值，从而可以相应地减钢水的二次氧化。本专利技术进一步的，所述步骤S7中，在扩氢退火完毕后，进行二次正火来再次细化晶粒。通过上述技术方案，进一步细化组织内晶粒，使得铸件心部组织致密，具有较高的强度；相比切削加工工件，本专利技术的塑胶模具钢的使用寿命更加高。本专利技术进一步的，所述步骤S6中，在预硬化处理后，回火热处理：加热至500～600℃，保温20～40小时，炉冷至250℃以下，出炉空冷。通过上述技术方案，采用回火热处理铸件，主要的目的是需要降低铸件的脆性，从而使得铸件在外作用力下不容易发生断裂。本专利技术进一步的，所述高温扩散热处理步骤中，升温采用多级升温方式。通过上述技术方案，使得铸件内部组织性能逐步稳定加强，也是为了使得铸件内部至外部的加强幅度趋于均匀。本专利技术相比于常规模块锻造具有如下优点：塑胶模具钢的内部硬度与表面硬度更加均匀一致；加工工艺中的热处理组织转变比较单一，金相组织更加细腻均匀；材料进行了大锻造比生产；材料心部组织致密；材料表面韧性与心部韧性偏差极小；模具加工周期缩短，成本降低。具体实施方式以下通过制定实施组进行加工，并进行性能测试对比，实施例1、一种塑胶模具钢的加工工艺，该工艺包括如下步骤：步骤S1、冶炼：按高硬度高抛光预硬化塑胶模具钢的化学成分及质量百分比进行配料、电弧炉冶炼和精炼；步骤S2、高温扩散热处理：加热温度至1150～1250℃，保温时间为15～20h；步骤S3、锻造热加工：将经过高温扩散热处理的钢锭降温至950～1100℃，在此温度范围内进行多向锻造加工，采用两镦两拔锻造方式，总锻造压缩比≥3，终锻温度≥850℃；步骤S4、锻后热处理：锻后空冷，然后装正火炉正火处理，加热温度880～950℃，保温6～9小时，出炉空冷至200℃以下，进退火炉；步骤S5、扩氢退火：在600～700℃温度范围内保温30～40小时，炉冷至220℃以下出炉，然后进行一次正火来细化晶粒；步骤S6、超声波预探伤检测；步骤S7、淬火，加热200～300℃并保温5h，然后冷水冷却；步骤S8、预硬化处理：加热至850～950℃，保温20～30小时，出炉水冷或雾冷至表面温度200℃以下，进回火炉；步骤S9、成品检测；步骤S10、合格标识入库。实施例2、一种塑胶模具钢的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，所述浇铸过程为，将精炼炉内的钢水采用天车吊包出钢，并在真空室内浇铸进行吹氩气，进行了二次真空处理。实施例3、一种塑胶模具钢的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，所述步骤S7中，在扩氢退火完毕后，进行二次正火来再次细化晶粒。实施例4、一种塑胶模具钢的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，所述步骤S6中，在预硬化处理后，回火热处理：加热至500～600℃，保温20～40小时，炉冷至250℃以下，出炉空冷。实施例5、一种塑胶模具钢的加工工艺，与实施例3的不同之处在于，所述步骤S6中，在预硬化处理后，回火热处理：加热至500～600℃，保温20～40小时，炉冷至250℃以下，出炉空冷。实施例6、一种塑胶模具钢的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，所述高温扩散热处理步骤中，升温采用多级升温方式。实施例7、一种塑胶模具钢的加工工艺，与实施例5的不同之处在于，所述高温扩散热处理步骤中，升温采用多级升温方式。实施例1-7中采用的所述塑胶模具钢的化学成分中各主要合金元素的质量百分比为：C为0.26％，Si为0.30％，Mn为1.30％，Cr为1.40％，Mo为1.00％，V为0.08％，P为0.015％，S为0.002％，Ni为0.80％，Nb为0.06％，余量为Fe。实施例8-9、采用实施例7的加工工艺，但是塑胶模具钢的化学成分中各主要合金元素的质量百分比为：实施例8，C为0.20％，Si为0.25％，Mn为1.10％，Cr为1.60％，Mo为0.40％，V为0.10％，P为0.02％，S为0.005％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塑胶模具钢，其特征在于，所述塑胶模具钢的化学成分中各主要合金元素的质量百分比为：C为0.20～0.32%，Si为0.25～0.35%，Mn为1.10～1.50%，Cr为1.20～1.60%，Mo为0.40～0.48%，V为0.05～0.10%，P≤0.025%，S≤0.005%，Ni为0.30～1.0%，Nb≤0.15%，余量为Fe。

【技术特征摘要】
1.一种塑胶模具钢，其特征在于，所述塑胶模具钢的化学成分中各主要合金元素的质量百分比为：C为0.20～0.32%，Si为0.25～0.35%，Mn为1.10～1.50%，Cr为1.20～1.60%，Mo为0.40～0.48%，V为0.05～0.10%，P≤0.025%，S≤0.005%，Ni为0.30～1.0%，Nb≤0.15%，余量为Fe。2.根据权利要求1所述的一种塑胶模具钢，其特征在于，所述塑胶模具钢的化学成分中各主要合金元素的质量百分比为：C为0.26%，Si为0.30%，Mn为1.30%，Cr为1.40%，Mo为1.00%，V为0.08%，P≤0.015%，S≤0.002%，Ni为0.80%，Nb为0.06%，余量为Fe。3.一种如权利要求2所述塑胶模具钢的加工工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤：步骤S1、冶炼：按高硬度高抛光预硬化塑胶模具钢的化学成分及质量百分比进行配料、电弧炉冶炼和精炼；步骤S2、高温扩散热处理：加热温度至1150～1250℃，保温时间为15～20h；步骤S3、锻造热加工：将经过高温扩散热处理的钢锭降温至950～1100℃，在此温度范围内进行多向锻造加工，采用两镦两拔锻造方式，总锻造压缩比...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮红祥，黄张培，
申请(专利权)人：浙江天基重工机械有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33