一種高拋光預硬化塑膠模具鋼及其制造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模具鋼及其制造工藝，具體涉及一種高拋光預硬化塑膠模具鋼及其制造工藝，該模具鋼充分利用Cr-Mo-W-V-Ni多合金元素的合金化作用特點，保證鋼較高的硬度均勻性及拋光性能，適用于制造極高表面要求的塑料模具，如汽車車燈、后視鏡、燈具、內(nèi)飾件、電視機外殼，手機通信等電器件，屬合金鋼技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國制造業(yè)的迅速發(fā)展，對模具的用量越來越大，對模具材料的性能要求也越來越高。在汽車制造業(yè)、家電、電子通信等的生產(chǎn)均用到模具。這些模具要求要有高的拋光性能和加工性能，目前使用的大多是日本大同NAK80鋼或1.2343鋼等材料來制造這些模具。但是NAK80鋼或1.2343鋼材價格較高，這將大大增加這些汽車產(chǎn)品的制造成本。特別是2012年以來的全球經(jīng)濟底迷環(huán)境下，節(jié)約資源和降低成本是汽車制造業(yè)的一大瓶頸。
[0003]本發(fā)明就是在這樣的國際國內(nèi)環(huán)境下，開發(fā)出來的低成本高拋光預硬化塑膠模具鋼，以代替進口的NAK80鋼或1.2343模具鋼。本發(fā)明鋼種的合金化特點是在718的基礎上降低碳和鉻含量、提高Mo的含量和添加一定量的W合金元素。本發(fā)明鋼種由于較低的碳含量而提高了鋼的硬度均勻性，較高含量的Mo和W元素，而具有較高的淬透性和淬硬性，微合金Nb的加入能有效細化鋼的晶粒和成分均勻性，使預硬化的鋼具有較高的硬度均勻性，從而得到較高的拋光性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種低成本超大截面貝氏體高拋光預硬化塑膠模具鋼及其制造工藝。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種高拋光預硬化塑膠模具鋼，其創(chuàng)新點于:模具鋼基體由下述質(zhì)量百分比的組分組成:
C 0.10%~0.30% ； Si0.00%~0.30% ；
Μη 0.50%~1.50% ； Cr0.50%~1.00% ；
W 0.20%~1.00% ； Μο0.40%~1.00% ；
V 0.00%~0.10% ； P0.00%~0.025% ；
S 0.00%~0.005% ； B0.002%~0.005% ；
Ni 0.60%~1.50% ；
Nb 0.00%~0.15% ;其余為 Fe。
[0006]所述一種高拋光預硬化塑膠模具鋼的熱處理工藝具有以下步驟:
步驟A.冶煉:按高拋光預硬化塑膠模具鋼基體由下述質(zhì)量百分比組分的組成:C0.10%~0.30% ；Si 0.00%~0.30% ；Μη 0.50%~1.50% ；Cr 0.50%~1.00% ；ff 0.20%~1.00% ；Mo0.40%~1.00% ；V 0.00%~0.10% ；Ρ 0.00%~0.025% ；S0.00%~0.005% ；Β 0.002%~0.005% ；Ni0.60%~1.50% ；Nb 0.00%~0.15% ;其余為Fe，進行配料、電弧爐冶煉和精煉，然后進行真空脫氣和澆鑄成鋼錠，然后熱送鍛造加熱爐；
步驟B.高溫擴散熱處理:將步驟A處理后的鋼錠高溫加熱，保持溫度為1150~1250°C，保溫10~20小時；
步驟C.鍛造熱加工:將步驟B處理后的鋼錠降溫至900~1200°C溫度范圍內(nèi)進行多向鍛造加工，采用兩鐓兩拔鍛造方式，鍛造壓縮比多3，總鍛比多5，終鍛溫度多8500C ;
步驟D.鍛后熱處理:將步驟C處理后的鋼錠空冷，然后把鋼錠裝退火爐正火處理，處理溫度860°C ~920°C，保溫10~15小時，出爐空冷至300°C以下，進退火爐；
步驟E.擴氫退火:將步驟D處理后的鋼錠在550°C ~700°C的溫度下保溫40~50小時，爐冷卻至200°C以下出爐；
步驟F.預硬化處理:將步驟E處理后的鋼錠加熱至850°C -950°C，保溫15~30小時，出爐冷卻至表面溫度200°C以下，進回火爐；
步驟G.回火熱處理:將步驟F處理后的鋼錠加熱至500°C -600°C，保溫20~40小時，爐冷卻至250°C以下，出爐空冷。
[0007]優(yōu)選的:所述的模具鋼基體由下述質(zhì)量百分比的組分組成:
C0.20% ；
Si0.20% ；
Mn1.30% ；
Cr0.80% ；
Mo0.60% ；
W0.50% ；
V0.07% ；
P0.000%~0.015% ；
S0.00%~0.002% ；
B0.003% ；
Ni1.00%
Nb0.06% ；
其余為Fe。
[0008]優(yōu)選的，所述的高溫擴散熱處理，鋼錠升溫過程中分多級升溫，保證鋼錠內(nèi)外溫度均勻，即分別在600°C、800°C和1100°C等溫；高溫擴散熱處理保證鋼中合金元素分布更均勻，高溫擴散熱處理后在900?1200°C溫度等溫，當鋼錠溫度均勻后進行鍛造處理。
[0009]優(yōu)選的，所述步驟F出爐冷卻是水冷、霧冷或風冷中的一種。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明的模具鋼具有較高的拋光性能和較低的合金成本，這為我國制造業(yè)尤其是汽車制造業(yè)和家電及電子通信制造業(yè)帶來巨大的貢獻，并且提高我國模具鋼制造水平和市場競爭力。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明高拋光預硬化塑膠模具鋼的CCT曲線。
[0012]圖2為本發(fā)明高拋光預硬化塑膠模具鋼回火特性曲線。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
一種高拋光預硬化塑膠模具鋼基體由下述質(zhì)量百分比的組分組成:C0.20%;Si 0.10% ；Mn0.80% ；Cr 0.80% ；ff 0.60% ；Mo 0.50% ；V 0.07% ；P 0.015% ；S 0.002% ；B0.003% ；
Ni 1.00% ；Nb 0.06% ;其余為 Fe。
[0014]一種高拋光預硬化塑膠模具鋼的制造工藝具有以下步驟:
步驟A.電爐冶煉:按上述組分組成在電弧爐中進行冶煉，然后爐外精煉和真空脫氣，饒鑄成鋼錠后熱送鍛造加熱爐；
步驟B.高溫擴散熱處理:將步驟A處理后的鋼錠高溫加熱，保持溫度為1150~1250°C，保溫15-20小時；
步驟C.鍛造熱加工:將步驟B處理后的鋼錠降溫至900~1200°C溫度范圍內(nèi)進行多向鍛造加工，采用兩鐓兩拔鍛造方式，鍛造壓縮比多3，總鍛比多5，終鍛溫度多850°C ;
步驟D.鍛后熱處理:將步驟C處理后的鋼錠空冷，然后把鋼錠裝退火爐正火處理，處理溫度880°C ~920°C，保溫10~15小時，出爐空冷至200°C以下，進退火爐；
步驟E.擴氫退火:將步驟D處理后的鋼錠在600°C ~650°C的溫度下保溫40~50小時，爐冷卻至200°C以下出爐；
步驟F.預硬化處理:將步驟E處理后的鋼錠加熱至880°C -920°C，保溫20~30小時，出爐冷卻(水冷、霧冷或風冷)至表面溫度200°C以下，進回火爐；
步驟G.回火熱處理:將步驟F處理后的鋼錠加熱至540°C -580°C，保溫20~40小時，爐冷卻至250°C以下，出爐空冷。
[0015]實施例2
一種高拋光預硬化塑膠模具鋼基體由下述質(zhì)量百分比的組分組成:C0.20% ;Si0.20% ；Mn 1.00% ；Cr 0.70% ；ff 0.50% ；Mo 0.70% ；V 0.06% ；P 0.010% ；S 0.002% ；B0.005% ；Ni 0.80% ；Nb 0.06% ;其余為 Fe。
[0016]一種高拋光預硬化塑膠模具鋼的制造工藝具有以下步驟:
步驟A.電爐冶煉:按上述組分組成在電弧爐中進行冶煉，然后爐外精煉和真空脫氣，饒鑄成鋼錠后熱送鍛造加熱爐；
步驟B.高溫擴散熱處理:將步驟A處理后的鋼錠高溫加熱，保持溫度為1150~1250°C，保溫15-20小時；
步驟C.鍛造熱加工:將步驟B處理后的鋼錠降溫至900~1200°C溫度范圍內(nèi)進行