【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及模具钢领域，尤其涉及一种高导热塑料模具钢及其制造方法。
技术介绍
1、作为金属及塑料、橡胶制品成形所用的工具即模具在工业制造领域获得了广泛的应用，其中塑料制品的注射成型是异形塑料制品所采用的成形加工模式，所谓注射成型即为将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送入配有加热装置的机筒中进行加热熔融塑化，使之成为粘流态熔体，然后在注射机柱塞的高压推动下，以高流速通过机筒前端的喷嘴注入闭合型腔中，经过一段时间的保压冷却定型后，开模分型即可从型腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑件制件，这样便完成了一个成型周期。
2、塑料件成型周期时间的长短决定了塑料件注射成形加工的效率的高低，决定注射成型周期时间长短的因素包括熔融塑料的温度、模具水冷强度及模具的导热性能，模具导热性能与模具材质有关，目前注射成型模具材质普遍采用2738、718、p20等预硬型塑料模具钢和1.2343淬硬型塑料模具钢，上述材质的塑料模具钢导热性能不高，调质处理状态从室温至200℃的热导率为24～32(w/m·k)，这样的导热性能限制了塑料件注射成型周期的进一步缩短，因此缩短塑料件注射成型周期需选用导热性能高的模具材料。
3、金属晶体的导热是由于晶体内部自由电子与金属阳离子的碰撞，另一个金属原子又失去最外层电子，碰撞到第三个金属阳离子上成为中性原子，假如右端受热，右端的中性原子失去电子带着能量向左边金属阳离子传递，左边金属原子受热又失去电子，再向左端传递，这样热就从右端导到左端了。模具材料为合金钢，即在铁基当中添加碳及合金元素如c、si、mn、cr、
4、现有高导热模具钢调质态热导率为32～44.2(w/m·k)，比传统合金型塑料模具钢有所提高，如：
5、中国专利公开号cn102605261a公开了化学成分为：c 0.43～0.48％，si 0.3～0.5％，mn 0.5～0.8％，cr 2.3～2.7％，mo 1.9～2.4％，v 0.7～1.0％，p≤0.03％，s≤0.03％，其余为fe和不可避免的杂质，调质处理状态的热导率为32(w/m·k)，其热导率与室温热导率为24.7(w/m·k)热作模具钢h13相比提高了29.5％，但与预硬型塑料模具钢2738类钢种相比其导热性能略有提高，并且合金元素含量高于2738，合金元素含量的增多提高了模具钢的制造成本，降低了性价比。
6、中国专利公开号cn103334052a公开了化学成分为：c 0.45-0.5％，si＜0.2％，mn＜0.2％，w 1.0-2.0％，mo 2.0-3.5％，cr＜0.3％，其余为fe和不可避免的杂质。该成分钢调质处理状态在200℃的热导率为44.2(w/m·k)，热导率与热作模具钢h13及塑料模具钢2738相比均有显著提高，但是其化学成分组成中淬透性元素cr、mn的含量很低，淬透性不足，大型模具淬火冷却易析出铁素体相，降低淬火硬度，该专利技术缺点是不适用大型模具的热处理。
7、中国专利公开号cn103334061a公开了化学成分为c 0.30～0.45％，mn 0.20～0.30％，si 0.10～0.30％，cr 2.00～3.50％，ni 2.00～6.00％，w 2.50～4.00％，mo 1.00～1.50％，v 0.35～0.65％，s≤0.025％，p≤0.025％，其余为fe。该成分钢种虽然添加了提高淬透性的元素cr、ni、mo，提高了淬透性，适用于大截面模具热处理，但导热性能不高，100℃热导率仅为35.5(w/m·k)，该热导率与h13钢相比有所提高，但与塑料模具钢2738相比热导率略有提高，导热性能没有优势，该专利技术的优点是淬透性高适用于大截面模具热处理，缺点是导热性能不高，与塑料模具钢2738相比没有优势。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高导热塑料模具钢及其制造方法，克服现有塑料模具钢导热性能不高的缺点以及淬透性不高的缺点，所述的高导热塑料模具钢的25℃热导率达到43.1～44.6(w/m·k)，100℃热导率达到43.4～45.3(w/m·k)，室温硬度达到31～35hrc，以此可以缩短塑料模具注塑凝固时间，提高注塑件生产效率。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种高导热塑料模具钢，其化学成分重量百分比为：c 0.20～0.40％，mo 1.20～3.00％，si≤0.04％，mn≤0.04％，cr 0.50～1.50％，ni 0.90～1.50％，ti 0.025～0.080％，b 0.002～0.005％，余量包含fe和其它不可避免的杂质，且，同时满足：％ni＝0.5+(％mo÷3)，％c＝(％cr÷4)+％ti。
4、进一步，其余量为fe和其它不可避免的杂质。
5、本专利技术所述的高导热塑料模具钢的25℃热导率达到43.1～44.6(w/m·k)，100℃热导率达到43.4～45.3(w/m·k)，室温硬度达到31～35hrc。
6、在本专利技术所述高导热塑料模具钢的成分设计中：
7、在fe元素基体中加入0.20～0.40％c起到提高硬度和淬透性的作用；加入1.20～3.00％mo起到提高导热性能和淬透性的作用，因添加mo可提高自由电子数，减少fe基体因加入碳及合金元素引起的导热性能降低的程度；si元素原子结构与fe元素差异大，降低导热性能，因此控制钢中的si含量尽可能低，mn元素加入钢中固溶到基体中引起晶格畸变，降低导热性能，因此控制钢中的mn含量尽可能低，炼钢过程需要加入si、mn脱氧，因此钢中含有少量si、mn元素，本专利技术控制si、mn元素含量≤0.04％，尽可能减少si、mn元素对导热性能的影响。
8、添加cr元素的目的是提高淬透性，但过多的cr元素含量则降低钢的导热性能，因此添加了0.50～1.50％cr；添加ni元素的目的是提高淬透性，但过多的ni元素含量则增加残余奥氏体含量，降低硬度，因此添加了0.90～1.50％ni；添加b元素的目的是提高淬透性，加b元素需要先加入ti元素固氮，保证添加的b起到提高淬透性的作用，因此添加了0.025～0.080％ti；0.002～0.005％b。因此上述化学成分的模具钢具有高导热性能、高淬透性、适用于调质处理的大型塑料模具钢。
9、上述化学成分中还特别要求：％ni＝0.5+(％mo÷3)，mo元素是缩小奥氏体相温度区间的合金元素，mo含量的提高意味着奥氏体相温度区间变窄，导致锻造变形温度区间变窄，淬火温度升高降低韧性，因此添加扩大奥氏体相温度区间的合金元素ni，ni的加入量与mo的加入量相关联，ni和mo元素的加入量遵循％ni＝0.5+(％m本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高导热塑料模具钢，其化学成分重量百分比为：C 0.20～0.40％，Mo 1.20～3.00％，Si≤0.04％，Mn≤0.04％，Cr 0.50～1.50％，Ni 0.90～1.50％，Ti 0.025～0.080％，B 0.002～0.005％，余量包含Fe和其它不可避免的杂质，且，同时满足：％Ni＝0.5+(％Mo÷3)，％C＝(％Cr÷4)+％Ti。
2.如权利要求1所述的高导热塑料模具钢，其特征在于，其余量为Fe和其它不可避免的杂质。
3.如权利要求1或2所述的高导热塑料模具钢，其特征在于，所述的高导热塑料模具钢的25℃热导率达到43.1～44.6(W/m·K)，100℃热导率达到43.4～45.3(W/m·K)，室温硬度达到31～35HRC。
4.如权利要求1或2或3所述的高导热塑料模具钢的制造方法，其特征是，包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的高导热塑料模具钢的制造方法，其特征是，步骤1)冶炼采用EAF电弧炉+LF精炼炉+VD真空炉。
6.如权利要求4所述的高导热塑料模具钢的制造方法，其特征是，步
7.如权利要求4所述的高导热塑料模具钢的制造方法，其特征是，步骤1)中，钢锭浇铸温度为1545～1562℃。
...【技术特征摘要】
1.一种高导热塑料模具钢，其化学成分重量百分比为：c 0.20～0.40％，mo 1.20～3.00％，si≤0.04％，mn≤0.04％，cr 0.50～1.50％，ni 0.90～1.50％，ti 0.025～0.080％，b 0.002～0.005％，余量包含fe和其它不可避免的杂质，且，同时满足：％ni＝0.5+(％mo÷3)，％c＝(％cr÷4)+％ti。
2.如权利要求1所述的高导热塑料模具钢，其特征在于，其余量为fe和其它不可避免的杂质。
3.如权利要求1或2所述的高导热塑料模具钢，其特征在于，所述的高导热塑料模具钢的25℃热导率达到43.1～44.6(w/m·k)，100℃热导率达到43.4～45...
【专利技术属性】
技术研发人员：张洪奎，周蕾，张杉，郑芳，
申请(专利权)人：宝武特种冶金有限公司，
类型：发明
国别省市：
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