本發(fā)明涉及模具材料制備，具體涉及一種高性能注塑模具用材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，塑料制品的應(yīng)用越來越廣泛，尤其是在汽車、電子、電器及儀表工業(yè)中，因此，近年來塑料制品成形用模具的需求量迅速增加，許多發(fā)達(dá)國家或地區(qū)塑料制品用模具的產(chǎn)值甚至已經(jīng)超過了冷作模具，在模具制造業(yè)中占據(jù)首位。塑料制品大部分都是采用模壓成形，無論熱塑性塑料還是熱固性塑料的成形，壓制塑料的工作溫度通常在200-250℃。根據(jù)塑料模的工作條件，對模具用鋼提出了更高的要求。模具應(yīng)該具有較高的硬度和耐磨性，能長期保持一定的表面粗糙度；有足夠的強(qiáng)度和韌性，能承受一定的負(fù)荷而不變形；具有一定的耐腐蝕性能，特別對于含氯塑料制品。此外，要求模具熱處理后變形小，以保證配合精度，尤其對于精密塑料制品。
2、常規(guī)注塑模具成形過程中存在內(nèi)部質(zhì)量缺陷、組織晶粒粗大等問題，導(dǎo)致模具耐磨性差、壽命短、模具易開裂等。此外，對于精密塑料制品，常規(guī)注塑模具尺寸使用一段時(shí)間后，存在尺寸偏差問題。因此，需要對傳統(tǒng)塑料模具材料及制備方法進(jìn)行升級，提高其綜合使用性能，以延長模具的使用壽命。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、發(fā)明目的：本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中注塑模具成形過程中存在內(nèi)部質(zhì)量缺陷、組織晶粒粗大等問題，解決精密注塑件模具使用后尺寸偏差問題，具體提供一種高性能注塑模具用材料及其制備方法。
2、技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種高性能注塑模具用材料，包括如下質(zhì)量百分比組分：
3、c?：0.30~0.40%；si?：0.20~0.40%；mn?：1.2~1.5%；cr?：1.5~2.0%；mo?：1.5~2.0%；ni?：0.8~1.2%；v?：0.2~0.4%，余量為fe。
4、在一些實(shí)施方式中，所述si以含73%si的硅鐵的形式加入，所述mn以含65%mn的錳鐵形式加入，所述cr以含57%cr的低碳鉻鐵形式加入，所述mo以含55%mo的鉬板的形式加入，所述ni以純鎳板的形式加入，所述的v以50%v的釩鐵的形式加入。
5、進(jìn)一步的，?0.30~0.40%c使材料熱處理后具有較好的綜合力學(xué)性能（強(qiáng)韌性）。
6、進(jìn)一步的，0.20~0.40%si具有固溶強(qiáng)化效果，提高淬透性。
7、進(jìn)一步的，1.2~1.5%mn可防止熱脆，強(qiáng)烈提高鋼的淬透性，以提高耐磨性。
8、進(jìn)一步的，1.5~2.0%cr可增加鋼的高溫抗氧化性和耐氧化性介質(zhì)腐蝕的作用。
9、進(jìn)一步的，1.5~2.0%mo提高淬透性，并降低或抑制其他合金元素的回火脆性，提高熱強(qiáng)性。
10、進(jìn)一步的，0.8~1.2%ni具有細(xì)化晶粒的作用，提高鋼的塑韌性，可改善鋼的耐腐蝕性。
11、進(jìn)一步的，0.2~0.4%v可提高鋼的耐回火性，具有強(qiáng)烈的二次硬化作用，具有化晶粒的作用。
12、另一方面，本發(fā)明還公開了一種高性能注塑模具用材料的制備方法，包括如下步驟：
13、s1、根據(jù)各元素質(zhì)量配比，選擇適合的原材料進(jìn)行計(jì)算、配料；
14、s2、將配好的原材料裝入真空感應(yīng)熔煉爐坩堝內(nèi)，蓋上爐蓋，關(guān)閉放氣閥，開啟真空泵抽真空，真空度調(diào)節(jié)為0~20pa，對熔煉爐加熱，經(jīng)升溫熔化、保溫精煉，最后完成后停止加熱，30-40分鐘凝固后出爐得到模具鑄錠；
15、s3、將澆、冒口切掉，再將鑄錠表面車削干凈，根據(jù)下料重量計(jì)算下料長度，并進(jìn)行切割下料：
16、s4、根據(jù)注塑模具尺寸要求，將鑄錠鍛造拔長成桿料；
17、s5、將桿料在真空水淬爐內(nèi)加熱至840~860℃保溫40-80分鐘，之后快速淬火水冷至室溫；
18、s6、將s5淬火處理后的桿料放入冷凍機(jī)中進(jìn)行冷處理，進(jìn)一步降低殘留奧氏體量，促進(jìn)馬氏體組織轉(zhuǎn)變；
19、s7、將經(jīng)深冷處理的桿料在600~650℃溫度下回火處理，得到綜合性能優(yōu)異的回火索氏體組織；
20、s8、經(jīng)s7處理的桿料進(jìn)行校直、機(jī)加工，在機(jī)加工后的凹、凸模具表面進(jìn)行激光淬火熱處理；
21、s9、將經(jīng)s8處理后的凹、凸模具及其他組件進(jìn)行裝配，得一種高性能注塑模具。
22、在一些實(shí)施方式中，步驟s2中的精煉溫度為1500~1540℃。
23、在一些實(shí)施方式中，步驟s5中的真空水淬爐真空度不高于50pa。
24、在一些實(shí)施方式中，步驟s6中冷處理溫度范圍為-80~-70℃。
25、在一些實(shí)施方式中，步驟s7中的索氏體硬度為30~35hrc。
26、在一些實(shí)施方式中，步驟s8中激光淬火熱處理淬硬層厚度為0.15~0.30mm，硬度為58-62hrc。
27、有益效果：本發(fā)明的有益效果如下：
28、（1）配料時(shí)在中碳鋼的基礎(chǔ)上加入了ni、mo、v等合金元素，細(xì)化了晶粒，提高了淬透性，同時(shí)提高了材料的強(qiáng)度、耐磨性和塑韌性。ni、cr合金元素也有利于提高注塑模具的耐腐蝕性；
29、（2）模具材料采用真空感應(yīng)燒結(jié)，熔融金屬無氧化，冶煉金屬純度高，有效提高了材料的冶金質(zhì)量，進(jìn)而提高材料的綜合性能；
30、（3）采用真空淬火爐淬火，模具材料受熱均勻，防止材料氧化和脫碳，以保證模具鋼淬火后的馬氏體中的含碳量，保證較高的硬度；
31、（4）模具鋼在冷凍機(jī)中采用了深冷處理，促使殘留奧氏體進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為馬氏體，穩(wěn)定了組織，進(jìn)而保證了尺寸的穩(wěn)定性，該工藝較以往氮?dú)馍罾涮幚砀菀讓?shí)現(xiàn)，且成本較低；
32、（5）注塑模具凹、凸模表面進(jìn)行了激光淬火，該工藝保證了模具芯部具有較好的強(qiáng)韌性的同時(shí)，也提高了工作面的硬度，進(jìn)而提高了模具的使用壽命。
1.一種高性能注塑模具用材料，其特征在于：包括如下質(zhì)量百分比組分：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能注塑模具用材料，其特征在于：所述si以含73%si的硅鐵的形式加入，所述mn以含65%mn的錳鐵形式加入，所述cr以含57%cr的低碳鉻鐵形式加入，所述mo以含55%mo的鉬板的形式加入，所述ni以純鎳板的形式加入，所述的v以50%v的釩鐵的形式加入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高性能注塑模具用材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高性能注塑模具用材料的制備方法，其特征在于：步驟s2中的精煉溫度為1500~1540℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高性能注塑模具用材料的制備方法，其特征在于：步驟s5中的真空水淬爐真空度不高于50pa。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高性能注塑模具用材料的制備方法，其特征在于：步驟s6中冷處理溫度范圍為-80~-70℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高性能注塑模具用材料的制備方法，其特征在于：步驟s7中的索氏體硬度為30~35hrc。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高性能注塑模具用材料的制備方法，其特征在于：步驟s8中激光淬火熱處理淬硬層厚度為0.15~0.30mm，硬度為58-62hrc。