CN103966530B - 一种预硬塑胶模具钢 - Google Patents
一种预硬塑胶模具钢 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103966530B CN103966530B CN201410218357.7A CN201410218357A CN103966530B CN 103966530 B CN103966530 B CN 103966530B CN 201410218357 A CN201410218357 A CN 201410218357A CN 103966530 B CN103966530 B CN 103966530B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel
- die steel
- sealing rubber
- hard plastic
- plastic sealing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 71
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 239000004033 plastic Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 6
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 4
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 abstract description 9
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910000905 alloy phase Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000010415 tropism Effects 0.000 description 3
- 229910001005 Ni3Al Inorganic materials 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
一种预硬塑胶模具钢，所述3Cr2MnMo模具钢将Mn由0.60~1.00%调至1.30~1.60%，Ni规定在0.10~0.30%，并添加微量成核剂元素Nb？0.05~0.10%，模具钢严格控制P≤0.015%、S≤0.003%，并经多向性形变后再经精细化加预硬化处理。本发明模具钢3Cr2MnMo，钢的铸态组织中由于合金化的调整，提高了钢的淬透性，且具有好的抗弯强度、抗压强度和冲击韧性等良好的综合性能。严格控制P、S有害元素，提升钢的纯洁度和抛光性能。采用多向性形变，细化显微组织，提高钢的等相性，采用精细化加预硬化热处理工艺，使得钢的显微组织进一步细化，形成了均匀细小的索氏体组织。
Description
技术领域
本发明涉及一种预硬塑胶模具钢，属于金属材料领域。
背景技术
3Cr2MnMo塑胶模具钢（P20）标准GB/T1299-2000中C：0.28~0.40%；Si：0.20~0.80%；Mn：0.60~1.00%：Cr：1.40~2.00%；Mo：0.30~0.55%；P：≤0.030%；S≤0.030%。现有3Cr2MnMo塑胶模具钢的铸态组织多为粗片状F、P及少许M组织，经X射线衍射仪测试F占86.5%，Fe3C占10.5%，Cr7C3、Cr23C6占2.8%，余下M2C占0.20%。在热加工及热处理过程中Fe3C、Cr23C6、Cr7C3碳化物陆续固溶到基体中，起不到钉扎效应，M2C→M6C+MC虽具有一定钉扎效应，但微量无法阻止预硬型模具钢出现粗片状铁素体、索氏体及晶粒粗化现象，导致大截面材淬透性差、硬度不均匀等质量问题。此外，3Cr2MnMo(P20)大截面材的纯洁度变差，通常A、B、C、D粗系、细系夹杂物多波动在1.0~2.5级，导致抛光性能不稳定，模具表面光洁度忽高忽低。综上所述因素阻碍了该钢的应用与发展。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术存在的缺点，提供一种通过调整Mn、Ni，添加微量成核剂（强碳化物形成元素）Nb来提高钢的淬透性，改进硬度不均匀性的一种预硬塑胶模具钢。
本发明一种预硬塑胶模具钢的技术方案是：其特征在于所述的3Cr2MnMo模具钢(P20国家标准)将Mn由0.60~1.00%调至1.30~1.60%，Ni规定在0.10~0.30%，并添加微量成核剂元素Nb0.05~0.10%，所述模具钢严格控制P≤0.015%、S≤0.003%，并经多向性形变后再经精细化加预硬化处理。
本发明一种预硬塑胶模具钢，所述的模具钢质量百分比：
C：0.20%~0.40%；
Si：0.20~0.80%；
Mn：1.30~1.60%；
P：≤0.015%；
S：≤0.003%；
Cr：1.80~2.10%；
Mo：0.30~0.55%；
Ni：0.10~0.30%；
Nb：0.05~0.10%；
Cu：≤0.25%；
N：≤0.006%（≤60PPM）；
Fe：余量；
所述的模具钢采用多向性形变热加工工艺（工序）和精细化加预硬化热处理工艺（工序）。
本发明通过调整Mn、Ni，添加微量成核剂（强碳化物形成元素）Nb来提高钢的淬透性，改进硬度不均匀性，具体方案如下：Mn由0.60~1.00%调至1.30~1.60%，Ni规定在0.10~0.30%，并添加微量成核剂（强碳化物形成元素）0.05~0.10%Nb，钢的铸态组织除了形成Fe3C、Cr23C6、Cr7C3碳化物、微量M2C碳化物外，又增加了NbC、NbN合金相，经X射线衍射仪测定F由86.50%降至85.50%，Fe3C由10.50%降至9.80%，Cr23C6、Cr7C3由2.8%降至2.5%，M2C保持0.2%，Ni3Al金属间化合物为0.11%，此外，又增加了1.89%NbC、NbN强碳化物、氮化物合金相。由于NbC、NbN合金相的存在，不但细化了铸态组织，而且在加热过程中，由于强碳化物、氮化物的钉扎作用，不但细化了锻轧态显微组织，而且提高了钢材的淬透性和硬度的均匀性。此外，由于Ni3Al金属间化合物在回火过程中时效强化作用，进一步提高了钢材的淬透性和硬度的均匀性。
本发明除了调整Mn、Ni含量、添加强碳化物形成元素Nb外，又在降低钢中夹杂物、提高钢的纯洁度方面进行了技术改进，具体方案如下：3Cr2MnMo原技术标准（P20国标）中P≤0.030%、S≤0.030%，金相检验成品材钢的纯洁度较差，通常：A、B、C、D粗系、细系夹杂物时常波动在1.0~2.5级，尤其硫化物（A）、氧化物（B）粗系、细系夹杂物时常波动在1.5~2.5级，严重影响钢的抛光性能、降低模具表面光洁度。改进后的3Cr2MnMo企业技术标准P≤0.015%、S≤0.003%，合金检验成品材钢的纯洁度明显提高。通常，A、B、C、D粗系、细系夹杂物均在0.5~1.0级，尤其硫化物（A）、氧化物（B）粗系、细系夹杂物时均在0~0.5级。不但提高了钢的抛光性能和模具光洁度，而且也提高了模具耐蚀性能。
本发明除了钢的合金化的改进、纯洁度的提升外，又在热加工方面由径向轴向变形改为多向性形变，所述的多向性形变包括模具钢径向、轴向锻打变形与横向、纵向多向变形相结合。在热处理方面采用了精细化加预硬化处理工艺，所述的精细化处理：以成品厚度的模具钢在锻打后的温度为起点，加温至880±10℃，以3min/mm保温后，用油淬火后温度为70℃，然后再加温至780±10℃，以3min/mm保温后，再在炉内以≤30℃/h的温度冷却至550℃，最后出炉在空气中冷却至常温。所述的预硬化处理：以成品厚度的模具钢从70℃加温至550±10℃，以3min/mm保温，而后升温至880±10℃，再以3min/mm保温，再经油淬至70℃后进行回火处理。这进一步提高了钢的淬透性和模具表面抛光性能。调值后的钢材表面与中心硬度差值≤2HRC；通过上述三项技术创新，3Cr2MnMo大型材、大型模块淬透性得到了明显提升，钢材的抛光性能得到了根本改进，模具表面光洁度提高了一个数量级。
本发明的有益效果为：
本发明所述的塑胶模具钢3Cr2MnMo，钢的铸态组织中由于合金化的调整，尤其是Nb元素添加，形成了NbC、NbN强化相，不但提高了淬透性，而且具有好的抗弯强度、抗压强度、冲击韧性等良好的综合性能。本发明所述塑胶模具钢中P、S有害元素控制加严，提升了钢的纯洁度，提高了钢材的抛光性能，促使模具表面光洁度提升了一个数量级。
采用多向形变，不但细化了显微组织，还提高了钢的等相性，采用精细化加预硬化热处理工艺后，使得钢的显微组织进一步细化，形成了均匀细小的索氏体组织。
这些工艺的改革均对钢材的淬透性，模具抛光性能的提高有促进作用。
综上三项技术创新代替钢锭通常采用高温扩散（钢锭1210~1230℃*20~25h）加热工艺，不但节省了能耗、降低了钢的烧损，具有显著企业效益，更主要改善了环境，具有明显的社会效益。
附图说明
图1是本模具钢3Cr2MnMo精细化处理示意图；
图2是本模具钢3Cr2MnMo预硬化处理示意图。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
合金相改进后的塑胶模具钢3Cr2MnMo的质量百分比包括如下组成：
C：0.35%；
Si：0.55%；
Mn：1.52%；
P：≤0.008%；
S：≤0.0004%；
Cr：1.98%；
Mo：0.45%；
Ni：0.23%；
Nb：0.08%；
Cu：≤0.11%；
N：0.004%（40PPM）
Fe:：余量。
冶炼工艺如下：
转炉提供低磷、低硫钢水→EAF脱氧、去气、去夹杂→LF炉精炼→VD真空精炼——→下注锭/ESR锭
多向性形变工艺（工序）：包括模具钢径向、轴向锻打变形与横向、纵向多向变形相结合。
精细化处理工艺（工序）：以成品厚度的模具钢在锻打后的温度为起点，加温至880±10℃，以3min/mm保温后，用油淬火后温度为70℃，然后再加温至780±10℃，以3min/mm保温后，再在炉内以≤30℃/h的温度冷却至550℃，最后出炉在空气中冷却至常温。
加预硬化处理工艺：以成品厚度的模具钢从70℃加温至550±10℃，以3min/mm保温，而后升温至880±10℃，再以3min/mm保温，再经油淬至70℃后进行回火处理。
实例1模具钢3Cr2MnMo改进前、后的力学冲击韧性测试结果如表1所示：
表1
改革后的3Cr2MnMo等向性是0.92，改革前的3Cr2MnMo等向性是0.53，相比之下等向性提高0.32。
实例2模具钢3Cr2MnMo改革前、后抛光性能测试结果（以抛光粗糙度）表示，
表2
改革前3Cr2MnMo抛光材的粗糙度远高于改革后的3Cr2MnMo的粗糙度，即粗糙度由0.5μm变为0.3μm。
Claims (2)
1.一种预硬塑胶模具钢，其特征在于是对3Cr2MnMo模具钢进行改进的预硬塑胶模具钢，预硬塑胶模具钢的质量百分比包括如下组成：
C：0.35%；
Si：0.55%；
Mn：1.52%；
P：≤0.008%；
S：≤0.0004%；
Cr：1.98%；
Mo：0.45%；
Ni：0.23%；
Nb：0.08%；
Cu：≤0.11%；
N：0.004%；
Fe:：余量；
所述的模具钢采用多向性形变热加工工艺和精细化加预硬化热处理工艺。
2.如权利要求1所述的一种预硬塑胶模具钢，其特征在于所述的多向性形变包括模具钢包括模具钢径向、轴向锻打变形与横向、纵向多向变形相结合，所述的精细化处理：以成品厚度的模具钢在锻打后的温度为起点，加温至880±10℃，以3min/mm保温后，用油淬火后温度为70℃，然后再加温至780±10℃，以3min/mm保温后，再在炉内以≤30℃/h的温度冷却至550℃，最后出炉在空气中冷却至常温，所述的预硬化处理：以成品厚度的模具钢从70℃加温至550±10℃，以3min/mm保温，而后升温至880±10℃，再以3min/mm保温，再经油淬至70℃后进行回火处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410218357.7A CN103966530B (zh) | 2014-05-22 | 2014-05-22 | 一种预硬塑胶模具钢 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410218357.7A CN103966530B (zh) | 2014-05-22 | 2014-05-22 | 一种预硬塑胶模具钢 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103966530A CN103966530A (zh) | 2014-08-06 |
| CN103966530B true CN103966530B (zh) | 2016-02-03 |
Family
ID=51236525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410218357.7A Expired - Fee Related CN103966530B (zh) | 2014-05-22 | 2014-05-22 | 一种预硬塑胶模具钢 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103966530B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11091825B2 (en) * | 2017-04-19 | 2021-08-17 | Daido Steel Co., Ltd. | Prehardened steel material, mold, and mold component |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102286698A (zh) * | 2010-06-17 | 2011-12-21 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种塑料模具钢及其制造方法 |
-
2014
- 2014-05-22 CN CN201410218357.7A patent/CN103966530B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102286698A (zh) * | 2010-06-17 | 2011-12-21 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种塑料模具钢及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103966530A (zh) | 2014-08-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109161658B (zh) | 一种风力发电机主轴轴承用钢及其生产方法 | |
| JP6574307B2 (ja) | 高強靭性継目無鋼管及びその製造方法 | |
| CN102286698B (zh) | 一种塑料模具钢及其制造方法 | |
| CN103276298B (zh) | 高硬高韧冷热兼作模具钢及其生产方法 | |
| CN102517522B (zh) | 液压件用钢及其制造方法 | |
| CN103014534B (zh) | 铸造热锻模具钢及其加工工艺 | |
| WO2022001886A1 (zh) | 一种免回火型耐磨热轧带钢及生产方法 | |
| CN101928876B (zh) | 加工性优良的trip/twip高强塑性汽车钢及其制备方法 | |
| CN105568140B (zh) | 一种扭力梁制备方法 | |
| JP5873572B2 (ja) | 表面品質及び成形性に優れた燃料電池分離板用ステンレス鋼及びその製造方法 | |
| CN101781742A (zh) | 具有超高强度和低温冲击韧性的中厚船板钢及其制造方法 | |
| CN101792885B (zh) | 一种高碳锰铬磨球用热轧圆钢及其制造方法 | |
| EP2799569A1 (en) | High strength austenitic stainless steel, and preparation method thereof | |
| CN110230009B (zh) | 一种具有良好切削性能的热作模具钢及其制备方法 | |
| CN102828109A (zh) | 一种亚稳态相变增塑的超细晶高强塑积钢及其生产方法 | |
| CN101760701A (zh) | 一种合金塑料模具钢板及其生产方法 | |
| CN105239015A (zh) | 一种高碳中锰耐磨钢及热轧板制造方法 | |
| CN107557679A (zh) | 具有良好强塑性的轻质奥氏体钢及其生产方法 | |
| CN105112782A (zh) | 一种热轧态船用低温铁素体lt-fh40钢板及其生产方法 | |
| CN103774059A (zh) | 一种预硬型塑胶模具钢 | |
| CN104532135A (zh) | 冷作模具钢及其制备方法 | |
| CN105803324A (zh) | 一种屈服强度450MPa级高磁感低成本冷轧磁极钢及其制造方法 | |
| WO2024066987A1 (zh) | 一种经济型氢气输送管线钢及生产方法 | |
| CN110592480A (zh) | 心部低温冲击韧性优异的厚规格q345r钢板及制造方法 | |
| WO2021057954A9 (zh) | 一种合金结构用钢及其制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160203 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |