一種預(yù)硬型塑膠模具鋼的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種預(yù)硬型塑膠模具鋼，模具鋼為4Cr2NiMnMo中添微合金化元素0.05~0.15%V，經(jīng)多向性形變后，再經(jīng)精細(xì)化處理、預(yù)硬化處理；多向性形變包括模具鋼徑向、軸向鍛打變形與橫縱向多向變形結(jié)合，鍛造比≥8；精細(xì)化處理：以成品厚度的模具鋼在鍛打后溫度為起點(diǎn)，加溫至880±10℃，3min/mm保溫后，出爐風(fēng)冷降溫至70℃進(jìn)行球化退火，具體工藝：快速升溫至780±10℃×3min/mm，再以≤30℃/h冷卻至550℃出爐空冷；預(yù)硬化處理：以成品厚度的模具鋼從70℃加溫至350±10℃，3min/mm保溫，而后升溫至880±10℃，再以3min/mm保溫，再經(jīng)風(fēng)冷至70℃后進(jìn)行回火處理。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種預(yù)硬型塑膠模具鋼
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種預(yù)硬型塑膠模具鋼，屬于金屬材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的4Cr2NiMnMo塑膠模具鋼的鑄態(tài)組織多為粗片狀F、P及少許M組織，經(jīng)X射線(xiàn)衍射儀測(cè)試F占85%，F(xiàn)e3C占12%，余下為Cr7C3、Cr23C6占3%。在熱加工及熱處理過(guò)程中Fe3C, Cr23C6, Cr7C3碳化物全固溶到基體中起不到釘扎效應(yīng)，故預(yù)硬型模具鋼易出現(xiàn)粗片狀鐵素體、索氏體及晶粒粗化現(xiàn)象，既影響模具的耐蝕性、防腐性，又影響模具的使用性能。這些因素阻礙了 4Cr2NiMnMo的應(yīng)用與發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種在4Cr2NiMnMo塑膠模具鋼中添加微量合金化元素V，并在熱加工中由徑向、軸向變形再增加橫、縱向多向變形，以及進(jìn)行精細(xì)化處理、預(yù)硬化處理，提高鋼的耐蝕防腐、抗彎抗壓強(qiáng)度和沖擊韌性的一種預(yù)硬型塑膠模具鋼。
[0004]本發(fā)明一種預(yù)硬型塑膠模具鋼的技術(shù)方案是:其特征在于:所述模具鋼為4Cr2NiMnMo中添加微合金化元素0.05、.15%V，并經(jīng)多向性形變后，再經(jīng)精細(xì)化處理、預(yù)硬化處理；所述的多向性形變包括模具鋼徑向、軸向鍛打變形與橫向、縱向多向變形相結(jié)合，鍛造比> 8 ;所述的精細(xì)化處理:以成品厚度的模具鋼在鍛打后的溫度為起點(diǎn)，加溫至880±10°C，以3min/mm保溫后，出爐風(fēng)冷降溫至70°C進(jìn)行球化退火，具體工藝:快速升溫至780±10°C X3min/mm，再以≤30°C /h冷卻至550°C出爐空冷；所述的預(yù)硬化處理:以成品厚度的模具鋼從70V加溫至350± 10°C，以3min/mm保溫，而后升溫至880± 10°C，再以3min/mm保溫，再經(jīng)風(fēng)冷至70°C后進(jìn)行回火處理。
[0005]模具鋼質(zhì)量百分比:
C:0.35、.45%
S1:0.20-θ.40%
Mn:1.l(Tl.60%
P 0.030%
S 0.015%
Ni:0.90~1.10%
Cr:1.80-2.10%
Cu 0.25%
Mo:0.15^0.45%
V:0.05、.15%
Fe:余量
本發(fā)明通過(guò)添加微合金化元素0.05、.15%V，鋼的鑄態(tài)組織中除了形成Fe3C、Cr23C6,Cr7C3碳化物外，又增加了 MC(VC)合金相，經(jīng)X射線(xiàn)衍射儀測(cè)試Fe3C相由12%降至10%、MC (VC)由0%增至2%、其他合金相含量未變。由于MC合金相的存在使鋼在加熱過(guò)程中起到一定的釘扎作用是顯微組織細(xì)化的一個(gè)重要因素。
[0006]本發(fā)明除了添加微合金元素外，又在熱加工方面由徑向、軸向變形增加橫向、縱向多向變形，鍛造比>8，不但提高了位錯(cuò)密度，還消除了位錯(cuò)方向性的害處。
[0007]本發(fā)明又改進(jìn)了熱處理工藝，即進(jìn)行精細(xì)化加預(yù)硬化處理工藝，改革達(dá)到進(jìn)一步細(xì)化鋼的顯微組織的目的。
[0008]通過(guò)上述技術(shù)方案，本鋼種大型材、大型模塊預(yù)硬化組織消除了粗塊狀鐵素體，獲得了均勻細(xì)小索氏體組織，不但提高了鋼的耐蝕性、防腐性，而且提高了鋼的抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度及沖擊韌性。
[0009]同時(shí)，本發(fā)明有益效果還表現(xiàn)為:
本發(fā)明所述塑膠模具鋼4Cr2NiMnMo，鋼的鑄態(tài)組織中由于增加了 MC(VC)合金相，不但增加形核率、細(xì)化了結(jié)晶組織，而且在熱加工及熱處理過(guò)程中MC合金相又起到了釘扎作用，阻止了晶粒粗化；
采用多向形變，鍛造比> 8，不但細(xì)化了顯微組織，還提高了鋼的等向性；
采用精細(xì)化處理、預(yù)硬化處理工藝后，使得鋼的顯微組織進(jìn)一步細(xì)化，形成了均勻細(xì)小的索氏體組織。
[0010]與已有技術(shù)通常采用高溫?cái)U(kuò)散(鋼錠122(Tl240°C X2(T25h加熱)工藝相比，不
但節(jié)省了能耗、降低了鋼的燒損，具有顯著企業(yè)效益，更主要改善了環(huán)保，具有明顯社會(huì)效.、
Mo
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本模具鋼4Cr2NiMnMo精細(xì)化處理示意圖；
圖2是本模具鋼4Cr2NiMnMo預(yù)硬化處理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明涉及一種預(yù)硬型塑膠模具鋼，如圖1一圖2所示，其特征在于:所述模具鋼為4Cr2NiMnMo中添加微合金元素0.05、.15%V，并經(jīng)多向性形變后，再經(jīng)精細(xì)化處理、預(yù)硬化處理，所述的多向性形變包括模具鋼徑向、軸向鍛打變形與橫向、縱向多向變形相結(jié)合，鍛造比> 8 ;所述的精細(xì)化處理:以成品厚度的模具鋼在鍛打后的溫度為起點(diǎn)，加溫至880±10°C，以3min/mm保溫后，出爐風(fēng)冷降溫至70°C進(jìn)行球化退火，具體工藝:快速升溫至780±10°C X3min/mm，再以≤30°C /h冷卻至550°C出爐空冷；所述的預(yù)硬化處理:以成品厚度的模具鋼從70V加溫至350± 10°C，以3min/mm保溫，而后升溫至880± 10°C，再以3min/mm保溫，再經(jīng)風(fēng)冷至70°C后進(jìn)行回火處理。
[0013]模具鋼質(zhì)量百分比:
C:0.35、.45%
S1:0.20-θ.40%
Mn:1.l(Tl.60%
P 0.030%S：≤ 0.015%
Ni:0.90~1.10%
Cr:1.80-2.10%
Cu:≤ 0.25%
Mo:0.15^0.45%
V:0.05、.15%
Fe:余量
本發(fā)明通過(guò)添加微合金化元素0.05、.15%V，鋼的鑄態(tài)組織中除了形成Fe3C、Cr23C6、Cr7C3碳化物外，又增加了 MC(VC)合金相，經(jīng)X射線(xiàn)衍射儀測(cè)試Fe3C相由12%降至10%、MC(VC)由0%增至2%、其他合金相含量未變。由于MC合金相的存在使鋼在加熱過(guò)程中起到一定的釘扎作用是顯微組織細(xì)化的一個(gè)重要因素。
[0014]本發(fā)明除了添加微合金元素外，又在熱加工方面由徑向、軸向變形增加橫向、縱向多向變形，鍛造比>8，不但提高了位錯(cuò)密度，還消除了位錯(cuò)方向性的害處。
[0015]本發(fā)明又改進(jìn)了熱處理工藝，即進(jìn)行精細(xì)化加預(yù)硬化處理工藝，改革達(dá)到進(jìn)一步細(xì)化鋼的顯微組織的目的。
[0016]通過(guò)上述技術(shù)方案，本鋼種大型材、大型模塊預(yù)硬化組織消除了粗塊狀鐵素體，獲得了均勻細(xì)小索氏體組織，不但提高了鋼的耐蝕性、防腐性，而且提高了鋼的抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度及沖擊韌性。
[0017]同時(shí)，本發(fā)明有益效果還表現(xiàn)為:
本發(fā)明所述塑膠模具鋼4Cr2NiMnMo，鋼的鑄態(tài)組織中由于增加了 MC(VC)合金相，不但增加形核率、細(xì)化了結(jié)晶組織，而且在熱加工及熱處理過(guò)程中MC合金相又起到了釘扎作用，阻止了晶粒粗化；
采用多向形變，鍛造比> 8，不但細(xì)化了顯微組織，還提高了鋼的等向性；
采用精細(xì)化處理、預(yù)硬化處理工藝后，使得鋼的顯微組織進(jìn)一步細(xì)化，形成了均勻細(xì)小的索氏體組織。
[0018]與已有技術(shù)通常采用高溫?cái)U(kuò)散(鋼錠122(Tl240°C X20~25h加熱)工藝相比，不
但節(jié)省了能耗、降低了鋼的燒損，具有顯著企業(yè)效益，更主要改善了環(huán)保，具有明顯社會(huì)效.、
Mo
[0019]實(shí)施例1
合金相改進(jìn)后的塑膠模具鋼4Cr2NiMnMo的質(zhì)量百分比包括如下組成:
C:0.43%
S1:0.35%
Mn:1.32%
P:0.021%
S:0.005%
N1:1.01%
Cr:1.98%
Cu:0.12%
Mo:0.31%V:0.12%
Fe:余量
實(shí)施例1模具鋼4Cr2NiMnMo的力學(xué)測(cè)試結(jié)果如表1 表1
【權(quán)利要求】
1.一種預(yù)硬型塑膠模具鋼，其特征在于:所述模具鋼為4Cr2NiMnMo中添加微合金元素0.05、.15%V，并經(jīng)多向性形變后，再經(jīng)精細(xì)化處理、預(yù)硬化處理，所述的多向性形變包括模具鋼徑向、軸向鍛打變形與橫向、縱向多向變形相結(jié)合，鍛造比> 8 ;所述的精細(xì)化處理:以成品厚度的模具鋼在鍛打后的溫度為起點(diǎn)，加溫至880±10°C，以3min/mm保溫后，出爐風(fēng)冷降溫至70°C進(jìn)行球化退火，具體工藝:快速升溫至780±10°C X3min/mm，再以(30°C /h冷卻至550°C出爐空冷；所述的預(yù)硬化處理:以成品厚度的模具鋼從70°C加溫至350±10°C,以3min/mm保溫，而后升溫至880±10°C,再以3min/mm保溫,再經(jīng)風(fēng)冷至70°C后進(jìn)行回火處理。
2.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)硬型塑膠模具鋼，其特征在于:模具鋼質(zhì)量百分比:
C:0.35、.45%
S1:0.20-θ.40%
Mn:1.l(Tl.60% P 0.030% S 0.015%
Ni:0.90~1.10%
Cr:1.80-2.10% Cu 0.25%
Mo:0.15^0.45%
V:0.05、.15% Fe:余量。
【文檔編號(hào)】C22C38/58GK103774059SQ201410013289
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】胡財(cái)基 申請(qǐng)人:胡財(cái)基