注塑模具用易切削钢材的制作方法及注意事项

　　一种注塑模具用易切削钢材的制作方法

　　【专利摘要】本发明涉及一种注塑模具用易切削钢材，由以下重量百分比的组分组成：C0.05~0.13%、Si0~0.15%、Mn0.8~1.4%、P0.03~0.1%、S0.2~0.5%、Cr0~0.15%、B0.05~0.22%、N0.003~0.02%、Bi0.007~0.012%、Cu0.01~0.18%、Ti0.005~0.1%、杂质0~0.1%，其余为Fe。本发明注塑模具用易切削钢，环保性好，同时，铋和钛的添加量不多，成本较低，有利于易切削钢的推广利用。

　　【专利说明】一种注塑模具用易切削钢材

　　【技术领域】

　　[0001] 本发明涉及钢铁冶金领域，具体涉及一种注塑模具用钢材。

　　【背景技术】

　　[0002] 随着机械加工高速化、精密化、自动化的发展，特别是汽车工业、精密仪表工业和 家用电器等的发展，各种精密零部件的国内国际需求越来越大。注塑模具的生产成本中切 削成本占60%以上，表明良好的金属切削性能和优良的总体切削解决方案对模具的经济生 产的重要性。硬度是影响金属切削性能的一个重要因素。一般规律是钢越硬，就越难加工。 高速钢（HSS)可用于加工硬度最高为330-400HB的材料；高速钢+钛化氮（TiN)涂层，可加 工硬度最高为45HRC的材料；而对于硬度为65-70HRC的材料，则必须使用硬质合金、陶瓷、 金属陶瓷和立方氮化硼（CBN)。如何使长期使用的模具既有硬度又具有良好的可切削性成 为亟待解决的问题。

　　【发明内容】

　　[0003] 鉴于上述现有技术中的不足，本发明涉及一种注塑模具用易切削钢材，力学性能 和切削加工性能好。

　　[0004] 本发明采用以下技术方案： 一种注塑模具用易切削钢材，由以下重量百分比的组分组成：C 0.05~0. 13%、 Si 0?0· 15%、Μη 0· 8?1. 4%、P 0· 03?0· 1%、S 0· 2?0· 5%、Cr 0?0· 15%、B 0· 05?0· 22%、N 0· 003?0· 02%、Bi 0· 007?0· 012%、Cu 0· 01 ?0· 18%、Ti 0· 005?0· 1%、杂质（Γ〇· 1%，其余为 Fe。

　　[0005] 优选的，所述C的重量百分比为0. 08~0. 11% ;Cr的重量百分比为0. 01%?0. 1% ; N的重量百分比为0.005%?0.13% ;Cu的重量百分比为0.01%?0.08%。

　　[0006] 优选的，Cr、Mn、S间含量重量百分比的关系满足如下关系式：0. 8%彡Cr+Mn+S彡 3% ;Β、Μη间含量重量百分比的关系满足如下关系式：0. 04彡B/Mn彡0. 3。

　　[0007] 本发明注塑模具用易切削钢，环保性好，同时，铋和钛的添加量不多，成本较低，有 利于易切削钢的推广利用。

　　【具体实施方式】

　　[0008] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于 限定本发明。

　　[0009] 实施例1 注塑模具用易切削钢材，由以下重量百分比的组分组成：C 0. 05%、Μη 0. 8%、P 0. 1%、S 0.5%、Cr 0.15%、Β 0.05%、Ν 0· 003%、Bi 0· 007%、Cu 0.01%、Ti 0.005%、杂质 0.1%，其余为 Fe〇

　　[0010] 实施例2

　　【权利要求】

　　1. 一种注塑模具用易切削钢材，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成： C 0· 05?0· 13%、Si 0?0· 15%、Μη 0· 8?1. 4%、P 0· 03?0· 1%、S 0· 2?0· 5%、Cr 0?0· 15%、B 0· 05?0· 22%、N 0· 003?0· 02%、Bi 0· 007?0· 012%、Cu 0· 01 ?0· 18%、Ti 0· 005?0· 1%、杂质 (TO. 1%，其余为 Fe。

　　2. 根据权利要求1所述的注塑模具用易切削钢材，其特征在于：C的重量百分比为 0· 08?0· 11%。

　　3. 根据权利要求1所述的注塑模具用易切削钢材，其特征在于：Cr、Mn、S间含量重量 百分比的关系满足如下关系式：0.8% < Cr+Mn+S< 3%。

　　4. 根据权利要求1所述的注塑模具用易切削钢材，其特征在于：B、Mn间含量重量百分 比的关系满足如下关系式：0. 04 < B/Mn < 0. 3。

　　5. 根据权利要求1所述的含铋易切削钢材，其特征在于，Cr的重量百分比为0.01% ?0.1% ;N的重量百分比为0.005%?0.13% ;Cu的重量百分比为0.01%?0.08%。

　　【文档编号】C22C38/60GK104120371SQ201410338329

　　【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日

　　【发明者】朱卫华 申请人:滁州市艾德模具设备有限公司

　　一种高锰含量铝-锰中间合金及其制备方法

　　【专利摘要】本发明涉及一种铝-锰中间合金及其制备方法，是在铝合金熔铸过程中用来添加锰元素的铝-锰中间合金及这种铝-锰中间合金的制备方法。其铝-锰中间合金的重量百分比成分为：铝30-60%，优选40-50%；锰元素含量为40-70%，优选50-60%。铝-锰中间合金具有较高的锰元素含量，采用本工艺使合金元素能够在铝水中迅速溶解，提高生产效率，从而可以降低中间合金的用量，可以降低中间合金的储运成本，提高了中间合金的市场竞争力。

　　【专利说明】一种高锰含量铝-锰中间合金及其制备方法

　　【技术领域】

　　[0001] 本发明涉及一种铝-锰中间合金及其制备方法，是在铝合金熔铸过程中用来添加 锰元素的铝-锰中间合金及这种铝-锰中间合金的制备方法。

　　【背景技术】

　　[0002] 在各种合金的制备过程中，往往需要加入少量的合金元素，来达到所需要的化学 成分。例如在3000系铝合金的生产过程中，需要加入锰元素。这种合金元素可以通过铝-锰 中间合金或合金添加剂来加入。

　　[0003] 所谓铝-锰中间合金就是在铝合金熔铸生产中用来调整合金成分的一种中间过 渡合金，由铝和锰组成。在现有的铝-锰中间合金中，锰元素的含量为5 - 25%。由于铝-锰 中间合金中锰元素的含量较低，只有5-25%，合金化时，需要添加较多的中间合金才能达到 所需要的成分，使得合金化的成本较高。所以，使用合金添加剂越来越普遍。

　　[0004] 铝-锰合金添加剂由锰金属粉末、助熔剂和粘结剂组成。锰金属粉末的含量一般 为70%至85%，助熔剂的含量为15%至30%，粘结剂只需很少量，0. 5 - 2. 0%。加工过程为将 各组分粉末均匀混合后，在高压下压成饼状。饼块的大小可以由50克到1500克不等。这 种饼块投入到熔炉中可以迅速沉入铝水中并逐渐熔散开来，有利于铝水对合金元素的有效 吸收，有效避免了金属粉末散浮在熔液表面，提高了合金元素的收得率。

　　[0005] 锰的熔点较高，接近1250度。而铝水的温度只有不到750度，铝-锰合金添加 剂中的锰元素不能在铝水中直接熔化。大量的研究表明，锰元素是通过化学反应熔入铝水 中。当锰剂添加到铝水中，锰粒子首先和铝水产生化学反应，生成金属间化合物MnA14。在 错水界面，猛尚子[Μη]和错水继续反应，生成MnA14;在猛私子界面，错尚子[A1]和猛继 续反应生成MnA14。金属间化合物MnA14迅速长大，包围猛粒子。随着MnA14迅速长大， 在MnA14和Μη粒子界面将形成新的金属间化合物MnA13。在MnA13迅速长大后，在MnA13 和Μη粒子界面又将形成新的金属间化合物MnAl。直至锰粒子全部反应完毕，将锰完全熔 入铝中。显然，高熔点的锰元素之所以能迅速熔入铝水中，主要是锰金属粉末具有较大的表 面积，能和铝水发生充分的化学反应。

　　[0006] 为了提高添加剂的熔化速度，往往用氯盐或氟盐类熔剂来替代铝粉作为助熔剂。 这种合金元素粉末-熔剂组成的添加剂虽然有较好的熔化速度，但这些盐类熔剂不是合金 化过程中必须的添加物,最终变成废渣而扒出，使合金化成本增加。盐类熔剂往往有吸潮倾 向，也容易混杂各种杂质。所以添加含熔剂的添加剂有将杂质带入熔体、增加熔体含气量的 风险。增加了清渣量、耗费了能源、加大了储运等管理成本。熔剂燃烧时产生大量烟雾，影 响环境，也影响操作工人的健康。

　　[0007] 比较两种合金化方法，可以发现，中间合金用于铝合金的合金化操作具有许多优 势。

　　[0008] (1)中间合金的成分均匀，在合金化操作过程中，容易调控铝合金的成分。

　　[0009] (2)中间合金在铝液中的熔化速度快，合金化操作简单，有利于提高生产效率。

　　[0010] (3)中间合金是规整的铸锭，便于储运。

　　[0011] (4)中间合金不会产生黑烟，不会污染环境。

　　[0012] 但是，，在铝-锰中间合金中，锰元素的含量不能太高，否则，中间合金在铝水中的 熔化速度很慢，影响生产效率。所以，现有的铝-锰中间合金中，合金元素的含量比较低，一 般都在25%以下。这势必增加铝合金的生产成本，使得中间合金在生产成本上逐渐失去竞 争力。所以开发高合金元素含量的中间合金，可以大大减少中间合金用量，降低生产成本， 具有广阔的生产前景。

　　【发明内容】

　　[0013] 鉴于上述技术存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是，提出一种铝-锰中间合 金及其制备方法，该中间合金具有较高的合金元素含量，该中间合金加入到铝水中后能迅 速熔解，不会影响生产效率，弥补了现有技术存在的缺陷，克服了现有技术存在的不足。

　　[0014] 为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种高锰含量铝-锰中间合 金及其制备方法，其特征在于其铝-锰中间合金的重量百分比成分为：铝30-60%，优选 40-50% ;锰元素含量为40-70%，优选50-60%。

　　[0015] 为了使高锰含量的中间合金能够在铝水中迅速溶解，提高生产效率，将中间合金 做成薄片状，这种中间合金具有较大的表面积，加入到铝水中后，增大了中间合金与铝水的 反应面积，中间合金从而具有较快的熔化速度。这种高锰含量铝-锰中间合金的制备方法， 其特征在于在中间合金生产过程中，将中间合金做成薄片状；具体生产过程为：首先按成 分要求进行配料，即称取一定量的金属铝和金属锰备用；然后将锰加热到1250°c以上，使金 属锰完全熔化，再将金属铝加入到熔化的金属锰中；待金属铝完全熔化后，搅拌均匀，形成 铝-锰熔液；将铝-锰熔液铸造成薄板；最后将铸成的薄板通过机械破碎的方法破碎成小 薄片。

　　[0016] 本发明的有益效果是：铝-锰中间合金具有较高的锰元素含量，采用本工艺使合 金元素能够在铝水中迅速溶解，提高生产效率，从而可以降低中间合金的用量，可以降低中 间合金的储运成本，提高了中间合金的市场竞争力。

　　【具体实施方式】

　　[0017] 实施例1 :称取40公斤A00铝锭，60公斤电解锰片；使用中频炉将电解锰片加热至 1300-1400°C使之完全熔化；然后将铝锭加入到锰熔液中，待铝锭完全熔化后，搅拌均匀，形 成均匀的铝-锰熔液；然后使用单辊铸造机铸成1mm厚的板，再机械破碎成薄片，这就生产 出了约100公斤Al-60Mn中间合金。

　　[0018] 实施例2 :称取50公斤A00铝锭，50公斤电解锰片；使用中频炉将电解锰片加热至 1300-1400°C使之完全熔化；然后将铝锭加入到锰熔液中，待铝锭完全熔化后，搅拌均匀，形 成均匀的铝-锰熔液；然后使用双辊铸造机铸成1mm厚的板，再机械破碎成薄片，这就生产 出了约100公斤Al-50Mn中间合金。

　　【权利要求】

　　1. 一种高锰含量铝-锰中间合金，其特征在于其铝-锰中间合金的重量百分比成分为： 铝30-60% ;锰元素含量为40-70%。

　　2. 根据权利要求1所述的一种高锰含量铝-锰中间合金，其特征在于其铝-锰中间合 金的重量百分比成分为：铝40-50% ;锰元素含量为：50-60%。

　　3. -种高猛含量错-猛中间合金的制备方法，其特征在于在中间合金生产过程中，将 中间合金做成薄片状；具体生产过程为：首先按成分要求进行配料，即称取一定量的金属 铝和金属锰备用；然后将锰加热到1250°C以上，使金属锰完全熔化，再将金属铝加入到熔化 的金属锰中；待金属铝完全熔化后，搅拌均匀，形成铝-锰熔液；将铝-锰熔液铸造成薄板； 最后将铸成的薄板通过机械破碎的方法破碎成小薄片。

　　【文档编号】C22C1/03GK104195359SQ201410338330

　　【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日

　　【发明者】刘玉林, 赵玉华, 张利, 张波, 王继杰, 刘春忠 申请人:沈阳航空航天大学