一種抗氧化腐蝕高熱穩(wěn)定性的預(yù)硬型塑料模具鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及塑料模具鋼產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗氧化腐蝕高熱穩(wěn)定性的預(yù) 硬型塑料模具鋼及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車、拖拉機、電機、無線電、家用電器和國防工業(yè)的迅速發(fā)展，冷沖壓、擠壓、 模鍛和壓鑄等無切削加工工藝被廣泛應(yīng)用，對模具的需要量越來越大，對制造模具的鋼材 品種、鋼材的冶金生產(chǎn)及鋼材的熱處理質(zhì)量等也提出了越來越高的要求。
[0003] 目前模具鋼的種類主要有冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼等等，其中塑料模 具鋼所占的比例最大，模具鋼的使用性能直接關(guān)系到加工出來的塑料產(chǎn)品的質(zhì)量，由于塑 料產(chǎn)品的特性，對塑料模具鋼在抗腐蝕性、尺寸穩(wěn)定性、表面耐磨性、拋光性等方面均有較 高的要求，現(xiàn)有的塑料模具鋼主要存在硬度低、耐磨性差、使用壽命低、表面缺陷多等等寇 待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種抗氧化腐蝕高熱穩(wěn)定性的預(yù) 硬型塑料模具鋼及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0006] -種抗氧化腐蝕高熱穩(wěn)定性的預(yù)硬型塑料模具鋼，該模具鋼中各組分的重量 百分數(shù)為：c:0. 3-0. 4%、Si:0. 6-0. 8%、Μη: 1.8-2. 2%、W:1.0-2. 0%、Cr:8. 5-10.0%、 Μο:0· 2-0. 4 %、Nb:0. 1-0.2%、Co: 1.0-1. 5 %、P彡 0.02%、S彡 0.01 %、復合變質(zhì)劑： 0. 01-0. 02%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0007] 所述的一種抗氧化腐蝕高熱穩(wěn)定性的預(yù)硬型塑料模具鋼，所述的復合變質(zhì)劑由以 下重量份的原料制成：納米稀土氧化物2-3、納米碳化鈦8-10、氧化石墨稀1-1. 5、無水乙醇 適量、PEG-4000. 1-0. 2 ;其制備方法為：先將PEG-400溶解于無水乙醇中，隨后投入納米稀 土氧化物、氧化石墨稀，超聲攪拌處理40-50min，待其完全分散后加入納米碳化鈦，繼續(xù)超 聲攪拌混合l_2h，攪拌結(jié)束后在350-400°C烘箱中進行干燥處理，完全干燥后粉體充分研 磨分散，得稀土氧化物-氧化石墨烯復合包覆納米碳化鈦的復合變質(zhì)劑。
[0008] 所述的一種抗氧化腐蝕高熱穩(wěn)定性的預(yù)硬型塑料模具鋼的制備方法，所述的制備 方法為：
[0009] (1)將除復合變質(zhì)劑外的各原料按照元素配比投入熔煉爐中，完全熔化后所得鋼 水經(jīng)精煉和真空脫氣處理后澆注成鋼錠，且在澆注過程中隨流加入復合變質(zhì)劑；
[0010] (2)將所得的鋼錠在加熱爐中以80-100°C/h的升溫速率加熱至1125-1150°C，保 溫3-4h后對鋼錠進行鍛造，開鍛溫度為1080-1140°C，停鍛溫度為750-780°C，所得模塊出 爐后自然冷卻備用；
[0011] (3)將步驟⑵所得模塊放入回火爐中，以60-80°C/h的速率加熱至450-500°C， 保溫4-5h后出爐，經(jīng)自然冷卻至室溫即得。
[0012] 本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明在傳統(tǒng)預(yù)硬型塑料模具鋼的元素配比上適當提高了Ni、 Mn、W、Co等元素的配比，同時控制其他合金元素的用量，在保證傳統(tǒng)塑料模具鋼力學性能 的基礎(chǔ)上進一步提高了合金材料的機械性能和加工性能，其良好的抗氧化腐蝕性以及高熱 穩(wěn)定性保證了塑料模件的表面質(zhì)量，可以滿足多種類型的塑料件澆注用，加入的稀土氧化 物-氧化石墨烯包覆納米碳化鎢復合變質(zhì)劑細化了模具鋼的組織結(jié)構(gòu)，提高晶體間的界面 相容性，增強增韌效果顯著，變質(zhì)效果均勻穩(wěn)定；該模具鋼表面光潔，經(jīng)久耐用，制備方法簡 單高效，制造周期短，極具生產(chǎn)應(yīng)用價值。
【具體實施方式】
[0013] 該實施例模具鋼中各組分的重量百分數(shù)為：C:0. 3%、Si:0. 6%、Mn:1.8%、W: 1· 0%、Cr:8. 5%、Μο:0· 2%、Nb:0. 1%、Co:l. 0%、P彡 0· 02%、S彡 0· 01%、復合變質(zhì)劑： 0. 01 %，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0014] 其中復合變質(zhì)劑由以下重量份的原料制成：納米稀土氧化物2、納米碳化鈦8、氧 化石墨烯1、無水乙醇適量、PEG-4000. 1 ;其制備方法為：先將PEG-400溶解于無水乙醇中， 隨后投入納米稀土氧化物、氧化石墨烯，超聲攪拌處理40min，待其完全分散后加入納米碳 化鈦，繼續(xù)超聲攪拌混合lh，攪拌結(jié)束后在35(TC烘箱中進行干燥處理，完全干燥后粉體充 分研磨分散，得稀土氧化物氧化石墨烯復合包覆納米碳化鈦的復合變質(zhì)劑。
[0015] 該塑料模具鋼的制備方法為：
[0016] (1)將除復合變質(zhì)劑外的各原料按照元素配比投入熔煉爐中，完全熔化后所得鋼 水經(jīng)精煉和真空脫氣處理后澆注成鋼錠，且在澆注過程中隨流加入復合變質(zhì)劑；
[0017] (2)將所得的鋼錠在加熱爐中以80°C/h的升溫速率加熱至1125Γ，保溫3h后對 鋼錠進行鍛造，開鍛溫度為1080°C，停鍛溫度為750°C，所得模塊出爐后自然冷卻備用；
[0018] (3)將步驟⑵所得模塊放入回火爐中，以60°C/h的速率加熱至450°C，保溫4h 后出爐，經(jīng)自然冷卻至室溫即得。
[0019] 本實施例制備得到的塑料模具鋼的力學性能檢測結(jié)果如下：
[0020]
[0021] 該實施例制備得到的塑料模具鋼較之傳統(tǒng)的P20鍛造塑料模具鋼相比使用壽命 平均延長2. 6倍，其表面缺陷少，拋光后表面粗糙度Ra< 0. 10μm。
【主權(quán)項】
1. 一種抗氧化腐蝕高熱穩(wěn)定性的預(yù)硬型塑料模具鋼，其特征在于，該模具鋼中 各組分的重量百分數(shù)為：C:0. 3-0. 4 %、Si:0. 6-0. 8 %、Mn:L 8-2. 2 %、W :L 0-2. 0%、 Cr:8. 5-10. 0%、Μ〇:0· 2-0. 4%、Nb:0. 1-0. 2%、Co:l. 0-1. 5%、P彡0· 02%、S彡0· 01%、復合 變質(zhì)劑：0. 01-0. 02%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2. 如權(quán)利要求1所述的一種抗氧化腐蝕高熱穩(wěn)定性的預(yù)硬型塑料模具鋼，其特征在 于：所述的復合變質(zhì)劑由以下重量份的原料制成：納米稀土氧化物2-3、納米碳化鈦8-10、 氧化石墨烯1-1. 5、無水乙醇適量、PEG-400 0. 1-0. 2 ;其制備方法為：先將PEG-400溶解于 無水乙醇中，隨后投入納米稀土氧化物、氧化石墨稀，超聲攪拌處理40-50min，待其完全分 散后加入納米碳化鈦，繼續(xù)超聲攪拌混合l_2h，攪拌結(jié)束后在350-400°C烘箱中進行干燥 處理，完全干燥后粉體充分研磨分散，得稀土氧化物-氧化石墨烯復合包覆納米碳化鈦的 復合變質(zhì)劑。3. 如權(quán)利要求1所述的一種抗氧化腐蝕高熱穩(wěn)定性的預(yù)硬型塑料模具鋼的制備方法， 其特征在于，所述的制備方法為： (1) 將除復合變質(zhì)劑外的各原料按照元素配比投入熔煉爐中，完全熔化后所得鋼水經(jīng) 精煉和真空脫氣處理后澆注成鋼錠，且在澆注過程中隨流加入復合變質(zhì)劑； (2) 將所得的鋼錠在加熱爐中以80-100°C/h的升溫速率加熱至1125-1150°C，保溫 3-4h后對鋼錠進行鍛造，開鍛溫度為1080-1140°C，停鍛溫度為750-780°C，所得模塊出爐 后自然冷卻備用； (3) 將步驟（2)所得模塊放入回火爐中，以60-80°C/h的速率加熱至450-500°C，保溫 4_5h后出爐，經(jīng)自然冷卻至室溫即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗氧化腐蝕高熱穩(wěn)定性的預(yù)硬型塑料模具鋼，該模具鋼在傳統(tǒng)預(yù)硬型塑料模具鋼的元素配比上適當提高了Ni、Mn、W、Co等元素的配比，同時控制其他合金元素的用量，在保證傳統(tǒng)塑料模具鋼力學性能的基礎(chǔ)上進一步提高了合金材料的機械性能和加工性能，其良好的抗氧化腐蝕性以及高熱穩(wěn)定性保證了塑料模件的表面質(zhì)量，可以滿足多種類型的塑料件澆注用，加入的稀土氧化物-氧化石墨烯包覆納米碳化鎢復合變質(zhì)劑細化了模具鋼的組織結(jié)構(gòu)，提高晶體間的界面相容性，增強增韌效果顯著，變質(zhì)效果均勻穩(wěn)定；該模具鋼表面光潔，經(jīng)久耐用，制備方法簡單高效，制造周期短，極具生產(chǎn)應(yīng)用價值。
【IPC分類】C22C38/02, C22C38/12, C22C38/10, C22C38/18, C21C7/00, C22C33/04, C22C38/04, C21D8/00
【公開號】CN105349893
【申請?zhí)枴緾N201510680978
【發(fā)明人】張慶
【申請人】蕪湖市寶藝游樂科技設(shè)備有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月15日