一种镜面塑料模具钢及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种镜面塑料模具钢及其制备方法。在以100质量份计的本发明专利技术镜面塑料模具钢中，添加有碳、硅、锰、铬、钼、镍、铜、钒、铝等元素，本发明专利技术的制备方法通过转炉冶炼、LF精炼、真空脱气、连铸、电渣重熔、固溶处理、回火处理等步骤制备得到。本发明专利技术的镜面塑料模具钢表面的镜面度较高，耐腐蚀性能好，具有较高的硬度、韧性以及其他力学性能，能够保障镜面模具钢在高温、长时间工作的条件下模具精度不会大幅下降。降。

【技术实现步骤摘要】
一种镜面塑料模具钢及其制备方法


[0001]本专利技术涉及模具钢制造
，具体而言，涉及一种镜面塑料模具钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]塑料模具钢中要求较高的一种材料，广泛应该于汽车、手机、家电以及高端电子产品行业。但是模具钢需要具有良好的力学性能、切削加工性能、耐腐蚀等性能。为了满足市场对多种类塑料制备的需求，本领域技术人员对塑料模具钢进行了诸多研究和改进。
[0003]比如，授权公告号为CN113832401B的中国专利公开了一种稀土模具钢及其制备方法，其通过在添加稀土元素Y的基础上增加Mg和B元素，在发挥稀土元素净化基体作用的同时充分利用了Mg和B的晶界占位，实现了晶界网状铬基碳化物的调控；并且，B元素可以充分提高奥氏体的淬透性，确保冷却过程中不会出现贝氏体等非马氏体相，进而得到了具有高冲击韧性和高等向性的稀土模具钢。
[0004]再比如，授权公告号为CN111549280B的中国专利公开了一种塑料模具钢及其制备方法，塑料模具钢包括C：0.32
‑
0.49％，Si：0.44
‑
0.83％，Cr：3.40
‑
4.25％，Nb：0.07
‑
0.14％，Mn：1.32
‑
2.42％，N：0.02
‑
0.05％，Ti：2.35
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3.86％，P：0.02
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0.06％，S≤0.015％，其具有较好的表面硬度和中心硬度，表面硬度为47.0HRC，中心硬度为46.8HRC，腐蚀速率为57.4g
·
m
‑2·
h
‑1，具有良好的淬透性和耐腐蚀性。
[0005]通过上述示例可知，提升模具钢的机械性能、耐腐蚀性能是本领域技术人员研究和改进的重点方向。然而，除了上述改进方向之外，同样重要且不可忽视的一点是如何保障模具钢在高温、长时间工作条件下的模具精度。
[0006]具体而言，就是镜面塑料磨具钢在使用时要求模具表面具有高镜面度、高耐腐蚀性、耐磨性，但是在高温、长时间工作条件下，镜面塑料模具钢的硬度、耐磨性等性能均会变差，使得镜面塑料模具钢的工作精度下降。因此，如何提供一种具有优良的高温、长时间工作性能的镜面塑料模具钢，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在提供一种镜面塑料模具钢及其制备方法，以提供一种具有优良的高温、长时间工作性能的镜面塑料模具钢。为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的。
[0008]本专利技术提供一种镜面塑料模具钢，在以100质量份计的镜面塑料模具钢中，包括碳0.07
‑
0.09质量份、硅0.12
‑
0.18质量份、锰1.45
‑
1.55质量份、铬2.7
‑
2.9质量份、钼0.32
‑
0.37质量份、镍2.95
‑
3.35质量份、铜0.095
‑
0.115质量份、钒0.17
‑
1.9质量份、磷≤0.015质量份、硫≤0.0008质量份、铝0.75
‑
0.93质量份、余量为铁。
[0009]上述配比的镜面塑料模具钢通过添加锰、铬、钼、钒等元素提高了模具钢的硬度和均匀性，通过降低碳含量提高模具钢的韧性、耐磨性、耐腐蚀性，本专利技术的模具钢在保障模具钢的加工性能的同时，使得模具钢不易形变和磨损。
[0010]本专利技术还提供一种镜面塑料模具钢的制备方法，制备方法包括：S10：准备原料，进行转炉冶炼，得到第一混合料；S20：将第一混合料与第一添加剂混合并进行LF精炼，得到第二混合料；S30：对第二混合料进行真空脱气，得到第三混合料；S40：在保护渣的保护下，对第三混合料进行连铸，得到第一坯料；S50：对第一坯料进行电渣重熔，得到第二胚料；S60：对第二胚料进行固溶处理，得到第三胚料；S70：对第三胚料进行回火处理，得到镜面塑料模具钢；其中，第一添加剂包括脱硫剂、脱氧剂。
[0011]上述制备方法通过固溶处理和回火处理进一步的强化各元素在模具钢中的作用，回火处理还能进一步的提高模具钢的韧性以及高温稳定性，使得制备得到的模具钢具有优良的硬度和均匀性，能够在高温环境下长时间的工作，且模具精度不会大幅下降。进一步地，脱硫剂包括氧化钙，脱氧剂包括铝，氧化钙和铝的质量份之比为（1
‑
3）：（1
‑
5）。进一步地，S10包括：S11：准备原料，将原料放入转炉中进行冶炼后出钢；S12：出钢加入铝块后，得到第一混合料；其中，原料包括铁水、铬铁、锰铁、硅铁、铜板、镍板。
[0012]上述步骤在铁水中先放入铬铁、锰铁、硅铁、铜板、镍板进行冶炼，能够缩短后续LF精炼的时间。出钢后加入铝块进行脱氧以及调节钢水中铝的含量。
[0013]进一步地，S20包括：S21：准备第一添加剂，将第一添加剂添加至第一混合料中；S22：进行LF精炼，再添加钼铁、钒铁，得到第二混合料。
[0014]上述步骤进行LF精炼，去除第一混合料中的杂质，并调节钢水中钼、钒的含量。
[0015]进一步地，真空脱气为VD真空脱气，真空度为55Pa
‑
65Pa、脱气时间23min
‑
28min。
[0016]进一步地，在以100质量份计的保护渣中，包括：氧化钙38
‑
40质量份、二氧化硅29
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31质量份、氧化铝1
‑
2质量份、氧化镁1.5
‑
2.5质量份、氧化锰2
‑
3质量份、三氧化二铁1
‑
2质量份、氧化钠12
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14质量份、氧化锂3
‑
4质量份、氟离子11
‑
13质量份。
[0017]上述配料制成的保护渣具有较高的二元碱度，能够提高析晶率和热阻，并降低渣液的黏度，改善流动性能，使得连铸过程顺行、流畅，得到的第一坯料无缺陷。
[0018]进一步地，S60包括：S61：将第二胚料在1180℃
‑
1200℃的温度下保温10h
‑
12h；S62：对第二胚料进行8道轧制，开轧温度在1120℃
‑
1140℃，终轧温度在940℃
‑
960℃，轧制后将第二胚料空冷至860℃
‑
850℃；S63：再对第二胚料进行快速冷却，冷却速度控制在6℃/s
‑
8℃/s，冷却至400℃
‑
380℃，得到第三胚料。
[0019]上述步骤通过固溶处理提升高温持久和蠕变性能，使得最终的产物具有优良的高温工作性能。
[0020]进一步地，第三胚料为钢板，钢板的厚度为10mm
‑
80mm。
[0021]进一步地，S70包括：S71：将第三胚料冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镜面塑料模具钢的制备方法，其特征在于，在以100质量份计的所述镜面塑料模具钢中，包括：碳0.07
‑
0.09质量份、硅0.12
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0.18质量份、锰1.45
‑
1.55质量份、铬2.7
‑
2.9质量份、钼0.32
‑
0.37质量份、镍2.95
‑
3.35质量份、铜0.095
‑
0.115质量份、钒0.17
‑
1.9质量份、磷≤0.015质量份、硫≤0.0008质量份、铝0.75
‑
0.93质量份、余量为铁；所述制备方法包括：S10：准备原料，进行转炉冶炼，得到第一混合料；S20：将所述第一混合料与第一添加剂混合并进行LF精炼，得到第二混合料；S30：对所述第二混合料进行真空脱气，得到第三混合料；S40：在保护渣的保护下，对所述第三混合料进行连铸，得到第一坯料；S50：对所述第一坯料进行电渣重熔，得到第二胚料；S60：对所述第二胚料进行固溶处理，得到第三胚料；S70：对所述第三胚料进行回火处理，得到所述镜面塑料模具钢；其中，所述第一添加剂包括脱硫剂、脱氧剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述脱硫剂包括氧化钙，所述脱氧剂包括铝，所述氧化钙和所述铝的质量份之比为（1
‑
3）：（1
‑
5）。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S10包括：S11：准备原料，将所述原料放入转炉中进行冶炼后出钢；S12：出钢加入铝块后，得到所述第一混合料；其中，所述原料包括铁水、铬铁、锰铁、硅铁、铜板、镍板。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S20包括：S21：准备所述第一添加剂，将所述第一添加剂添加至所述第一混合料中；S22：进行LF精炼，再添加钼铁、钒铁，得到第二混合料。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述真空脱气为VD真空脱气，真空度为55 Pa
ꢀ‑
65Pa、脱气时间23min
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28min。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在以100质量份计的所述保护渣中，包括：氧化钙38
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【专利技术属性】
技术研发人员：卢伟炜，
申请(专利权)人：中特泰来模具技术有限公司，
类型：发明
国别省市：