本发明专利技术涉及一种用于塑料成型用模具的预硬化钢，其包含：以质量%计，C：0.09%至0.13%，Si：0.20%至0.40%，Mn：0.40%至0.60%，P：至多0.100%，Cr：2.00%至3.00%，Cu：0.60%至0.90%，Ni：2.00%至2.45%，Mo：0.20%至0.40%，Mo/Ni：≥0.09，Al：0.60%至0.90%，O：至多0.0100%，以及N：至多0.0100%，余量为Fe和不可避免的杂质。当将本发明专利技术的预硬化钢用作塑料成型用模具的材料时，可以获得这样的模具，该模具在时效处理之后几乎不具有硬度不均匀性，并且具有优异的镜面加工性、耐腐蚀性、热传导性和耐冲击性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于塑料成型用模具的预硬化钢，其用于使(例如)电视、个人电脑、移动电话等的零件成型。
技术介绍
近些年来，模制塑料制品被用于各个领域中。通常，(例如)通过将热的熔融树脂引入塑料成型用模具(例如注射成型用模具)的腔体中，之后冷却并固化该树脂，由此将该树脂模制成所需的形状，从而制备模制塑料制品。在生产这种模制塑料制品的过程中，当成型温度高或者使用包含阻燃剂的树脂时，易于产生腐蚀性气体。此外，切割加工和其他加工中所使用的润滑油、工作人员手上的油脂类物质等易于粘附至塑料成型用模具上。因此，要求用于塑料成型用模具的钢材具有 一定程度的耐腐蚀性，使得在利用该模具进行模具制造时，钢材不会生锈，其耐腐蚀性方面不会产生任何问题。此外，从制备模制塑料制品的角度来说，希望在短时间内模制出大量的产品。因此，从在短循环时间内重复进行模制的加热/冷却操作的角度来说，用于塑料成型用模具的钢材需要具有高的导热系数。此外，通常，如上所述，为了在短时间内模制大量的产品，采用了这样的工艺，在该工艺中缩短了模具的冷却水通道与分型面之间的距离。在这种情况中，由于模具中从冷却水通道至分型面的模具这一部分的厚度变薄，因此担心在成型过程中模具会由于冲击而发生破裂等。因此，用于塑料成型用磨具的钢材需要具有高的冲击值(耐冲击性)，从而使模具在丰旲制塑料制品的生广过程中能够经受住冲击。此外，有些塑料产品没有覆层，并且其表面纹理直接由模具腔体的表面决定。由于这些产品要求具有高表面质量，因此模具腔体表面的镜面加工性(mirror surfacefinishing properties)是重要的因素。通常认为，用于模具的钢材的硬度越高，其镜面加工性越好。因此，从确保优异的镜面加工性的角度来看，用于塑料成型用模具的钢材要求具有高硬度。同时，专利文献I公开了一种用于模具的时效硬化型钢，以重量％计，其包含O. 01%-0. 15% 的 C、0. l%-2. 0% 的 Si,O. 5%-2. 0% 的 Mn,2. 1%_5· 0% 的 Cr,2. 0%-3. 5% 的 Ni、O. 7%-1. 5%的Cu、至多O. 09%的Mo和O. 4%-1. 5%的Al,以及余量为Fe和不可避免的杂质。专利文献I所描述的专利技术是这样的用于模具的时效硬化型钢其具有上述合金组成，因此防止因热加工而产生结疤，其通过时效处理而具有35HRC至45HRC的硬度，并且具有优异的压花性能、优异的耐腐蚀性和令人满意的渗氮特性。专利文献2公开了一种用于塑料成型用模具的钢，以质量％计，其包含O. 09%-0. 13% 的 C、0. 10%-0. 40% 的 Si,O. 30%-0. 80% 的 Mn,O. 030% 的 Ρ、0· 80%-1. 20% 的 Cu、2.50%-3. 50% 的 Ni,2. 0%-3. 0% (不含 3. 0%)的 Cr,O. 10%-0. 40% 的 Mo,O. 50%-1. 50% 的 Al、O. 0200%的N和O. 0100%的0，余量为Fe和不可避免的杂质。专利文献2所描述的专利技术具有上述合金组成，并且C、Mn和Cr满足特定的要求，因此其具有耐腐蚀性和导热性，并且还可以抑制在精整抛光过程中产生波纹。专利文献I JP-A-63-76855专利文献2 :JP-A-2010_242147顺便提及的是，专利文献I和专利文献2中所描述的模具用钢通常被称为沉淀硬化型(或时效硬化型)钢。这种沉淀硬化型钢经过溶液热处理，从而使该钢材具有均匀的马氏体结构或贝氏体结构，之后对其进行时效处理以形成细沉淀物，由此产生沉淀硬化。具体而言，在为用于塑料成型用模具的钢的情况中，通过时效处理(其中将钢加热至大约500°C)操作，将溶解在基质中的Ni、Al和Cu以金属间化合物的形式沉淀在基质中。基质由此得到强化，从而获得了为约40HRC的硬度。图I为通过曲线示出常见的沉淀硬化型钢的硬度与时效温度之间的关系的展示图。该曲线(以下称为时效曲线)表明，随着时效温度的升高，Ni (其对硬度的贡献最大)与·Al结合形成细沉淀物，从而形成硬度峰P。之后，在峰P之后，随时效温度的升高，沉淀物晶体生长并且硬度降低。即，图I中的时效曲线在右侧呈下降趋势。从防止模具因模具硬化(模具硬化由塑料产品的模制(生产)过程中模具所经历的受热历程而导致)而发生破裂(裂纹)的角度来看，在时效曲线中位于硬度峰P之后的所谓过时效侧区域内来确定操作时效温度。在图I所示出的关系中，应当采用500°C至510°C的时效温度来获得36HRC至42HRC的硬度。然而，由于操作本身的特点，很难精确地控制用于塑料成型用模具的钢材的时效硬化温度。具体而言，由于在普通的沉淀硬化型钢所示出的时效曲线中，过时效侧的坡度较陡，因此获得合适硬度的时效温度范围较窄。在实际操作中，取决于诸如待热处理的模具的大小、热处理炉等环境因素，难以均匀地进行时效处理，并且时效温度范围窄会导致通过该失效处理而获得的模具的硬度不均匀。因此，常规的用于塑料成型用模具的钢材存在这样的问题由该钢材通过时效处理而制成的模具往往具有不均匀的硬度，从而难以获得稳定的硬度。
技术实现思路
鉴于上述问题完成了本专利技术。本专利技术的目的是通过时效处理，使用于塑料成型用模具的预硬化钢能够形成这样的模具，该模具几乎不具有硬度不均匀性，同时保持了镜面加工加工性、耐腐蚀性、导热性和耐冲击性。本专利技术人进行了深入研究，结果发现所述问题能够得以解决。用于克服所述问题的具体手段为以下I至3项。I. 一种用于塑料成型用模具的预硬化钢，包含以质量％计，C :0.09% 至 O. 13%，Si :0.20% 至 O. 40%，Mn :0. 40% 至 O. 60%，P :至多 O. 100%,Cr : 2. 00% 至 3. 00%，Cu 0. 60% 至 O. 90%,Ni :2. 00% 至 2. 45%，Mo 0. 20% 至 O. 40%,Mo/Ni O. 09,Al 0. 60% 至 O. 90%,O :至多 O. 0100%,以及N :至多 O. 0100%,余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据项I所述的用于塑料成型用模具的硬化钢，还包含选自以下元素中的一种 或多种元素以质量％计，S :0.001% 至 O. 10%，Se :0.001% 至 0.3%，Te :0.001% 至 0.3%，Ca 0. 0002% 至 O. 10%,Pb 0. 001% 至 O. 20%,以及Bi :0.001% 至 O. 30%3.根据项I或2所述的用于塑料成型用模具的硬化钢，还包含选自以下元素中的一种或多种元素以质量％计，V :0.01% 至 O. 10%，Nb :0.001% 至 O. 30%，Ta :0.001% 至 O. 30%，Ti :至多 O. 20%，以及Zr :0.001% 至 O. 30%。根据本专利技术，加入钥(Mo)和加入镍(Ni)产生了协同效果，从而使得沉淀硬化型钢显示出在过时效侧的坡度较缓的时效曲线，由此拓宽了可用于获得足够硬度的时效温度范围。由此，通过时效处理而获得的模具几乎不具有硬度不均匀性。此外，根据本专利技术，镍的添加量小于常规钢材的镍添加量，并且以获得要求硬度所需要的量加入钥，并且将M本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于塑料成型用模具的预硬化钢，其包含：以质量%计，C：0.09%至0.13%，Si：0.20%至0.40%，Mn：0.40%至0.60%，P：至多0.100%，Cr：2.00%至3.00%，Cu：0.60%至0.90%，Ni：2.00%至2.45%，Mo：0.20%至0.40%，Mo/Ni：≥0.09，Al：0.60%至0.90%，O：至多0.0100%，以及N：至多0.0100%，余量为Fe和不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊吹基宏，河野正道，保母诚，
申请(专利权)人：大同特殊钢株式会社，
类型：发明
国别省市：
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