專利名稱：熱鍛模壓鑄模用模具鋼的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模具鋼，具體屬于熱鍛模壓鑄模用模具鋼的制備工藝。
背景技術(shù)：
用來生產(chǎn)塑料成型模具的模具鋼需要具有以下特性
(1)鏡面精加工性(mirrorfinish workability)良好,不 易發(fā)生針孔和微小麻點；
(2)打磨加工性(satinizingworkability)良好；
(3)抗腐蝕和生銹性良好；
(4)強度、耐磨性和韌性良好；
(5)切削性良好。通常使用例如JIS SCM440等中等C-Mn-Cr-Mo-Fe系鋼材作為塑料成型用模具鋼，但上述要求已經(jīng)增加，另外，近年來，生產(chǎn)交貨時間的降低已經(jīng)作為客戶的重要要求出現(xiàn)。為了降低加工步驟數(shù)目來滿足該要求，通常使用各種鋼材，例如低碳Mn-Cr-Mo-S-Fe系鋼材(見JP-A - 48-093518)、為了改進淬火性向上述鋼材(即JP-A-48-093518)加入Ni的改性鋼材(JP-A-52-065557)和改進切削性的無硫含Cu的鋼材(見JP-A-58-067850或JP-A-60-204868)。上述塑料成型用鋼材，即低碳Mn-Cr-Mo-S-Fe系鋼材和低碳Mn-Ni-Cr-Mo-S-Fe系鋼材，存在著不能得到滿意的模具壽命的問題，由于當用這種鋼材形成最大長度約2米的大尺寸模具時，由于硫化物離析等，拋光性、耐磨性和韌性變差。JP-A-58-067850的低碳無硫Mn-Cr-Cu-Fe系鋼材對淬火回炎處理具有低的抗軟化性，所以當它在約550°C下進行氮化處理時，鋼材的硬度變差。JP-A-48-093518的低碳Mn-Ni-Cr-Mo (ff/2) -Cu-Fe系鋼材不一定令人滿意，這是因為由于碳含量低不能得到足夠的析出硬化效果。在JP-A-03-115523的低碳低硫低Al和低氧的Mn-Cr-Mo-系鋼材中，由于將基材的硬度降低于HRC30改進了切削性，所以盡管通過抑制非金屬雜物的出現(xiàn)改進了鏡面精加工性，但是該材料具有低的硬度和不令人滿意的拋光性和耐磨性。JP-A-07-062491的低碳Mn-Cr-Mo (W) -V-Cu-Fe鋼材或低碳Mn-Ni-Cr-Mo (W) -V-Cu-Fe鋼材確保即使用這種鋼材形成大尺寸的模具，也能滿足能塑料成型用模具的上述要求，由于Cr、Mo (W/2)、Cu和V，因足夠的析出硬化，該鋼材具有高的強度的優(yōu)異的切削性。但是，當廣泛地使用工程塑料材料時，拋光性和耐磨性不一定令人滿意。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的上提供一種熱鍛模壓鑄模用模具鋼的制備工藝，它具有優(yōu)異的韌性和切削性，從而能延長工具的壽命，同時維持常規(guī)的性能，具有優(yōu)異的拋光性和耐磨性。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
熱鍛模壓鑄模用模具鋼的制備工藝，包括有以下步驟
a、鑄造步驟，模具鋼基體由下述質(zhì)量百分比的組分組成C 0. 23-0. 35%，Mn I. 4-2. 0%，Si 0. 8-1. 5%, V 0. 11-0. 15%, Ti 0. 10-0. 19%, Cr 0. 8-2. 0%, Ni 0. 4-1. 5%, W 0. 21-0. 8%,Nb 0. 02-0. 06%, Cu 0. 30%-1. 20%, P ^ 0. 034%、S ^ 0. 050%,余量為 Fe 及不可避免的夾雜質(zhì)；將含有上述組分的模具鋼加熱至650-760°C，保溫5-6小時，爐冷至280_320°C，保溫3-5小時，再加熱至650-690°C，保溫32小時，以43°C /小時冷卻至400°C，再以20°C /小時，冷卻至常溫；b、熱處理步驟
對步驟a中得到的模具鋼，再加熱至980°C并保溫I 一 2h，油冷至不高于100°C后重新加熱至680°C — 710°C的溫度范圍并保溫3h，之后 水冷；經(jīng)過回火處理后，再將模具鋼的頭部加熱到320-380°C，保溫4-5小時，然后噴霧冷卻處理，模具鋼的尾部在900-1020°C，保溫6-8小時，然后空冷，最后模具鋼中部再加溫至溫度為160 190°C，保溫2-3小時，放入鐵箱中堆冷；
C、將熱處理后的鋼拋丸處理；
d、將模具鋼在_190°C左右液氮中處理5-6小時；
e、升至室溫，保存24-36小時后，再加熱至240-260°C，保溫2_3小時，空冷；
f、磷化處理，在常溫下將模具鋼在熱火封閉，溫度為280-300°C，采用PH值為8的表面調(diào)整劑處理l_2min，經(jīng)滴空l_2min后，采用磷化劑處理15_20min，再經(jīng)滴空l_2min后，采
用清水清洗。本發(fā)明具有優(yōu)異的韌性和切削性，從而能延長工具的壽命，同時維持常規(guī)的性能，具有優(yōu)異的拋光性和耐磨性。
具體實施例方式熱鍛模壓鑄模用模具鋼的制備工藝，包括有以下步驟
a、鑄造步驟，模具鋼基體由下述質(zhì)量百分比的組分組成C0. 35%, Mn I. 8-2. 0%, Si
I.5%, V 0. 15%, Ti 0. 1%，Cr I. 8-2. 0%, Ni I. 4-1. 5%, W 0. 71-0. 8%, Nb 0. 04-0. 06%, Cu0. 90%-1. 00%, P彡0. 034%、S彡0. 050%,余量為Fe及不可避免的夾雜質(zhì)；將含有上述組分的模具鋼加熱至650-760°C，保溫5-6小時，爐冷至280_320°C，保溫3_5小時，再加熱至650-690°C，保溫32小時，以43°C /小時冷卻至400°C，再以20°C /小時，冷卻至常溫；
b、熱處理步驟
對步驟a中得到的模具鋼，再加熱至980°C并保溫I 一 2h，油冷至不高于100°C后重新加熱至680°C — 710°C的溫度范圍并保溫3h，之后水冷；經(jīng)過回火處理后，再將模具鋼的頭部加熱到320-380°C，保溫4-5小時，然后噴霧冷卻處理，模具鋼的尾部在900-1020°C，保溫
6-8小時，然后空冷，最后模具鋼中部再加溫至溫度為160 190°C，保溫2-3小時，放入鐵箱中堆冷；
C、將熱處理后的鋼拋丸處理；
d、將模具鋼在_190°C左右液氮中處理5-6小時；
e、升至室溫，保存24-36小時后，再加熱至240-260°C，保溫2_3小時，空冷；
f、磷化處理，在常溫下將模具鋼在熱火封閉，溫度為280-300°C，采用PH值為8的表面調(diào)整劑處理l_2min，經(jīng)滴空l-2min后，采用磷化劑處理15_20min，再經(jīng)滴空l_2min后，采
用清水清洗。
所述的模具鋼基體的金屬結(jié)構(gòu)具有下貝氏體的初生相，并且所述模具鋼具有HRC36 47的硬度。本發(fā)明的力學性能檢測數(shù)據(jù)如下
經(jīng)檢測性能指標如下
硬度 HRC 60-69抗彎強度2400-2900Mpa 沖擊韌性66-74J/cm2抗壓強度2100-2500 Mpa耐磨性達到D2。
權(quán)利要求
1.熱鍛模壓鑄模用模具鋼的制備工藝，其特征在于，包括有以下步驟 a、鑄造步驟，模具鋼基體由下述質(zhì)量百分比的組分組成C0. 23-0. 35%，Mn I. 4-2. 0%，Si 0. 8-1. 5%, V 0. 11-0. 15%, Ti 0. 10-0. 19%, Cr 0. 8-2. 0%, Ni 0. 4-1. 5%, W 0. 21-0. 8%,Nb 0. 02-0. 06%, Cu 0. 30%-1. 20%, P 彡 0. 034%、S 彡 0. 050%,余量為 Fe 及不可避免的夾雜質(zhì)；將含有上述組分的模具鋼加熱至650-760°C，保溫5-6小時，爐冷至280_320°C，保溫3-5小時，再加熱至650-690°C，保溫32小時，以43°C /小時冷卻至400°C，再以20°C /小時，冷卻至常溫； b、熱處理步驟 對步驟a中得到的模具鋼，再加熱至980°C并保溫I 一 2h，油冷至不高于100°C后重新加熱至680°C — 710°C的溫度范圍并保溫3h，之后水冷；經(jīng)過回火處理后，再將模具鋼的頭部加熱到320-380°C，保溫4-5小時，然后噴霧冷卻處理，模具鋼的尾部在900-1020°C，保溫·6-8小時，然后空冷，最后模具鋼中部再加溫至溫度為160 190°C，保溫2-3小時，放入鐵箱中堆冷； C、將熱處理后的鋼拋丸處理； d、將模具鋼在_190°C左右液氮中處理5-6小時； e、升至室溫，保存24-36小時后，再加熱至240-260°C，保溫2_3小時，空冷； f、磷化處理，在常溫下將模具鋼在熱火封閉，溫度為280-300°C，采用PH值為8的表面調(diào)整劑處理l_2min，經(jīng)滴空l-2min后，采用磷化劑處理15_20min，再經(jīng)滴空l_2min后，采用清水清洗。
全文摘要
本發(fā)明公開了熱鍛模壓鑄模用模具鋼的制備工藝，包括有以下步驟a、鑄造步驟，模具鋼基體由下述質(zhì)量百分比的組分組成C0.23-0.35%，Mn1.4-2.0%，Si0.8-1.5%，V 0.11-0.15%，Ti0.10-0.19%，Cr0.8-2.0%，Ni0.4-1.5%，W0.21-0.8%，Nb0.02-0.06%，Cu0.30%-1.20%，P≤0.034%、S≤0.050%,余量為Fe及不可避免的夾雜質(zhì)；將含有上述組分的模具鋼加熱至650-760℃，保溫5-6小時，爐冷至280-320℃，保溫3-5小時，再加熱至650-690℃，保溫32小時，以43℃/小時冷卻至400℃，再以20℃/小時，冷卻至常溫。本發(fā)明它具有優(yōu)異的韌性和切削性，從而能延長工具的壽命，同時維持常規(guī)的性能，具有優(yōu)異的拋光性和耐磨性。
文檔編號C22C38/50GK102953013SQ201210406749
公開日2013年3月6日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者陶海霞 申請人:銅陵科海光電技術(shù)有限公司