[发明专利]预硬化钢材、模具以及模具部件

说明书

本发明提供了一种预硬化钢材，其包含：0.05质量％≤C≤0.25质量％、0.01质量％≤Si≤1.00质量％、0.40质量％≤Mn≤1.80质量％、0.0002质量％≤S≤0.3000质量％、0.30质量％≤Cu≤1.80质量％、2.00质量％≤Ni≤3.90质量％、0.05质量％≤Cr≤3.20质量％、0.05质量％≤Mo≤0.80质量％、以及0.30质量％≤Al≤1.50质量％，余量为铁和不可避免的杂质，其中所述预硬化钢材具有：宽度为350mm以上且高度为350mm以上的截面尺寸、34HRC至43HRC的硬度、原奥氏体晶粒尺寸的平均值为85μm以下、以及冲击值的平均值为18J/cm²以上。

技术领域

本发明涉及预硬化钢材、模具以及模具部件，具体涉及用于注塑成型、橡胶成型、CFRP成型等的模具和模具部件，以及用于所述模具和模具部件的预硬化钢材。

背景技术

预硬化钢是指经过硬化和回火从而达到预定硬度并且能够加机械加工的钢。预硬化钢可在机械加工之后用作模具或模具部件，而不需要热处理。因此，预硬化钢被广泛地用于模具或模具部件，所述模具或模具部件用于注塑成型、橡胶成型、CFRP成型等。对于预硬化钢及其制造方法，已经提出了各种技术。

例如，专利文献1和2公开了这样一种方法，其中对用于注塑模具的具有预定组成的Mn-Ni-Al-Cu-Mo时效硬化(易切削)钢进行堆焊、在500℃下时效处理5小时并进行光刻。

专利文献1和2公开了：通过在堆焊后进行时效处理，可以如同在基底金属部分中那样在焊接金属部分和焊接热影响区均匀地进行光刻。

专利文献3公开了这样一种方法，其中对具有预定组成的模具用时效硬化钢进行熔融、锻造、固溶和时效处理。

专利文献3公开了这种方法可提供硬度等级为HRC 40并且具有优异的韧性和切削性的模具用时效硬化钢。

专利文献4公开了这样一种方法，其中对锻造材料进行硬化和回火以获得HRC 34的目标硬度，其中该锻造材料具有50mm×150mm的截面尺寸并且由具有预定组成的模具用钢形成。

专利文献4描述了：这种方法可提供具有优异的机械加工性、抛光性和耐磨性的模具用钢。

专利文献5公开了这样一种方法，其中通过典型的熔融法制备具有预定组成的析出硬化钢，然后将钢锻造至达到约4S，加热并保持在900℃，而后空气冷却，然后在550℃或575℃下进行时效处理5小时。

专利文献5描述了：这种方法可提供用于硬质合金工具的具有优异的韧性和耐崩裂性的析出硬化钢。

专利文献6和7公开了这样一种方法，其中对具有预定组成的可塑成型模具用钢进行铸造，然后加热至850℃，进行固溶，随后加热至500℃，并进行时效硬化处理。

专利文献6和7描述了：这种方法可提供具有优异的镜面抛光性和机械加工性的可塑成型模具用钢，或具有优异的镜面抛光性、焊接性和机械加工性的可塑成型模具用钢。

专利文献8公开了这样一种方法，其中通过典型的熔融法制备具有预定组成的可塑成型模具用易切削钢，并将得到的钢锻造，进行热加工，加热至1,143K以进行固溶，随后加热至773K以进行时效硬化处理。

专利文献8描述了：这种方法可提供具有优异的镜面抛光性的可塑成型模具用易切削钢。

专利文献9公开了这样一种方法，其中对具有预定组成的预硬化钢进行热轧，加热至880℃的奥氏体温度范围，在半冷却(half-cooling)5分钟、半冷却15分钟、半冷却30分钟和半冷却70分钟的冷却条件下进行贝氏体产生热处理(贝氏体硬化)，然后在500℃至550℃的温度范围内进行回火，从而将硬度调节至38HRC至40HRC。

专利文献9描述了：这种方法可提供具有优异的机械加工性和韧性的预硬化钢。