專利名稱：鋼和塑料材料用的鋼制模具的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種鋼，即一種首先要用于制造模具的合金，其中在塑料的塑性和模制條件下，在模具中通過某些模制方法制造塑料制品，本發明還關于鋼制的一些工具及工具配件，和用于制造塑料用的模具及模具配件用的鋼合金坯料。
背景技術：
用于塑料的模具可由許多各種鋼合金進行制造，包括馬氏體、中合金鋼。在這些鋼中，商業上可獲得的鋼，額定地含有0.6％的C、4.5％的Cr、0.5％的Mo和0.2％的V，它用于冷加工工具和塑料加工用的模具。還發現在同類鋼中，標準化鋼AISI S7有時也用于其中的模制塑料的模制用工具。商業上獲得的其他工具鋼，額定地含有0.55％的C、2.6％的Cr、2.25％的Mo、和0.9％的V。上面首先提到的二種鋼，只在低溫下回火后，能達到所要求的硬度，高溫處理后，鋼中殘存的應力會引發危險。提到的后一種鋼，在高溫回火，即550℃下回火后，確實可獲得滿意的硬度，另一方面，這種鋼的淬硬性不太好。
本發明的目的是提供一種用于成型塑料的模制鋼，這種模制鋼在使用這種鋼以制造塑料用的模具中比目前商業上獲得的工具鋼，具有更好的組合特性。尤其是這種鋼具有如下特性-良好的延性/韌性-將厚度至少達350mm的產品在真空爐內通過結合通常硬化的硬化，具有良好的淬硬性。
-在硬化和高溫回火后，具有適宜的硬度，至少54 HRC，優選至少56HRC，對塑料變形具有很高的阻抗性，至少就某些應用而言，還具有適宜的抗磨性而不用滲氮，或者通過如PVD或CVD技術，用碳化鈦和/或氮化鈦等涂敷表面。
-為了通過任何所述技術進行滲氮或用碳化鈦和/或氮化鈦等涂敷表面，具有好的抗回火性，對于某些應用，尤其是要求具有很好抗磨性的工具，材料的硬度不會降低。
-良好的熱處理特性。
-良好的磨削性、切割操作的機加工性、電火花加工性、和拋光性。
其他重要的產品特性是-熱處理時具有良好的尺寸穩定性，-疲勞壽命長。
尤其是本發明的目的在于提供一種基質鋼，它可以用作塑料用的模具的材料，即，一種鋼，這種鋼基本上沒有一次碳化物，并且在它的使用條件下，具有由回火的馬氏體形成的基質。
發明的公開通過所附權利要求中所表征的鋼，即可獲得上述目的和特性。
就鋼合金的各種元素和它們的相互作用而言，有如下應用。本文中提到的百分比，如果沒有另外指出，都以重量％表示。
正如以上所述，本發明的鋼不含有任何一次碳化物，但仍然具有適于大多數應用的抗磨性，在鋼的硬化和高溫回火的狀態下，可獲得54-59 HRC的范圍內適宜的硬度，最適宜的范圍為56-58 HRC，同時這種鋼具有非常好的韌性。為了獲得這種特性，這種鋼以最佳平衡量含有C和V。因此，這種鋼含有至少0.43％的C，優選至少0.44％的C，更好至少0.46％的C。進而這種鋼含有至少0.30％的V，優選至少0.40％的V，適宜的至少0.45％的V，以便確保在硬化和回火狀態下鋼的馬氏體基質，在固體溶液中應含有足夠量的碳，以便獲得所說硬度的基質，并為了獲得適宜量的二次沉積，在鋼基質中應形成很小的增加硬度的碳化釩。而且，存在于鋼中的很小的一次沉積的碳化釩，在熱處理時，有助于防止晶粒長大。任何其他除釩以外的碳化物都不應存在。為了獲得所說的狀態，鋼不能含有大于0.60％，優選最大0.55％，適宜量最大為0.53％的碳，和最大0.70％，優選最大為0.65％，適宜的最大為0.60％的釩。額定地鋼含有0.49％的C和0.52的V。在鋼的硬化和高溫回火條件下，固溶體中的碳含量額定值約為0.45％。
硅，作為制造鋼時的殘留元素，至少以可測的量存在，并通常存在的量是從痕量達最大1.5％。然而，硅能減弱鋼的韌性，因此其存在量不能超過1.0％，優選最大0.5％。通常硅以至少0.05％的最小量存在。硅的一種作用是能增加鋼中的碳活性，并因此有助于提供鋼所要的硬度。因此，鋼中含有至少0.1％的硅是有利的，額定地鋼含有0.2％的硅。
在現型鋼中，鋁達到某種含量具有與硅相同或相似的作用。在有關制造鋼方面兩種都可用作氧化劑。兩者是鐵氧體的形成者，并在鋼基質中可提供緩解硬化作用，因此硅可部分地被最大1.0％的鋁所取代。然而鋼中的鋁是必需的，它使鋼很好地脫氧，并具有非常低的氮含量，因為可形成氧化鋁和氮化鋁，這些會顯著地降低鋼的延性/韌性。因此，通常鋼中的含鋁量不大于最大1.0％，優選最大0.3％。在優選的實施方案中，鋼含有最大0.1％，最適宜的最大為0.03％的鋁。
鋼中可以以有效量存在錳、鉻、鉬、以便使鋼具有適宜的淬硬性。錳也具有可與存在于鋼中極少量的硫進行結合的功能以形成硫化錳。因此，錳的存在量為0.1-2.0％，優選為0.2-1.5％，適宜地鋼含有至少0.25最大1.0％。錳的額定含量為0.50％。
鉻的最小存在量為3.0％，優選至少為4.0％，適宜地至少4.5％，以便當鋼含有體現鋼特征量的錳和鉻時，使鋼具有所要求的淬硬性。最大地，鋼可含有7.0％，優選最大6.0％，適宜量最大為5.5％的鉻。
鋼中還應以適宜量存在鉬，以便首先與鉻一起，使鋼具有所要求的淬硬性，還能使鋼具有所要求的二次硬化。然而鉬含量太高時，會引起M6C碳化物沉積，這種沉淀優選不應存在于鋼中。因此，在這背景情況下，鋼可含至少1.5和最大4.0％的Mo，優選含有至少1.8和最大3.2％，適宜地含有至少2.1和最大2.6％的鉬。以便不引起鋼中含有不需要的M6C碳化物，以所要量的MC碳化物為代價和/或除了需要量MC碳化物之外。為了獲得所要求的淬硬性，可以用鎢完全或部分取代鉬，但需要二倍于鉬量的鎢量，這是一大缺點。如果鋼中含有顯著量的鎢時，在鋼制造中所產生的廢料的循環會有更大的困難。因此，鎢的存在量不能大于最大1.0％，優選最大為0.3％，適宜最大量為0.1％。最適宜的是鋼中不含有任何故意添加的鎢量，在鋼的多數優選實施方案中，不允許大于以從鋼制造所用原料析出的殘留元素形式的雜質量的鎢。
除了所述元素外，通常鋼不需要含有任何其他故意添加的合金元素。例如，鈷是一種通常對鋼的所要求特性不是必需的元素。然而，為了進一步改進耐回火性，鈷可任選地以最大2.0％的量存在，優選的最大0.7％，然而鋼通常不含有超過雜質量的鈷。在鋼中通常也不需要存在的另一種元素是鎳，為了改進鋼的延性，它可任選地存在。然而，鎳的含量太高時，有形成殘留的奧氏體的危險。因此，鎳含量最大不能超過2.0％，優選最大1.0％，適宜量最大0.7％。如果考慮到鋼中需要有效量的鎳，例如含量可在0.30-0.70％，適宜的約0.5％。在優選實施方案中，當考慮到在沒有鎳的情況下鋼具有足夠的延性和韌性時，鑒于費用的原因，鋼中含有鎳量不超過不可避免的來自所用原料中的以雜質形式存在的鎳含量，即，小于0.30％。又鋼以本身方式可任選地與很少量的不同元素形成合金，以改進鋼的各個方面的特性，例如它的淬硬性，或者為了便于鋼的制造。例如，為了改進鋼的熱延性，鋼可任選地與含量至多達30ppm的硼形成合金。
另一方面，其它元素顯然是不需要的。因此，鋼不含有任何比釩更強的碳化物形成者。例如，鈮、鈦、和鋯都是明顯不需要的。它們的碳化物比碳化釩更穩定，并需要比碳化釩更高的溫度以使其在硬化操作中溶解。而碳化釩在1000℃下就開始溶解，在1100℃下則真正完全溶解，而碳化鈮在直達約1050℃時還沒有開始溶解。碳化鈦和碳化鋯更穩定，直到溫度達到1200℃以上還沒有開始溶解，并且直到在鋼的熔化條件下，也沒有完全溶解。除釩以外的強的碳化物和氮化物形成者，尤其是鈦、鋯、鈮的存在量不能超過0.1％，優選為最大0.03％，適宜量最大0.010％。最合適的是鋼不含有大于最大0.005％的上述各元素。為了使鋼的延性和韌性最大化，鋼中的磷、硫、氮、和氧的含量要保持在非常低的水平。因此，磷可以0.0035％的最大量作為不可避免的雜質存在，優選為最大0.015％，適宜為最大0.010％。氧可存在的最大量為0.0020％(20ppm)，優選為最大0.0015％(15ppm)，適宜量最大0.0010％(10ppm)。氮的存在量最大為0.030％，優選為最大0.015％，適宜為最大0.010％。
為了改進鋼的機加工性，鋼不進行硫化，鋼含有硫的最大量為0.03％，優選為最大0.010％，適宜的為最大0.003％(30ppm)硫。然而，可以設想通過有意添加硫，以改進鋼的機加工性，其量可在0.03％以上，優選在0.10％以上，最大達到0.30％的硫。如果鋼被硫化，以其自身的方式，也可含有5-75ppm的Ca和50-100ppm的氧，優選含有5-50ppm的Ca和60-90ppm的氧。
在制造鋼時，首先制得質量超過100kg，優選達到10噸，厚度超過200mm，優選達到至少350mm的鋼錠或坯料，優選地通過鋼錠鑄造，適宜的底鑄而使用通常的熔融的冶金制造。也可以使用連續鑄造，只要它接著按上述通過再鑄造成所要求的尺寸，例如，通過ESR再熔融。粉末冶金制造或噴射成形是一種不必要的昂貴方法，不會得到任何誘導成本的好處，當鑄造結構也被破壞時可將制得的鋼錠熱加工成所要求的尺寸。
可通過熱處理，以不同方式使熱加工材料的結構規格化以使材料的均質性達到最佳化，例如在高溫下，最好在1200-1300℃下進行均質化處理。通常由鋼的制造者，以軟退火狀態的鋼，將鋼送到客戶，硬度為160-220HB，通常約為190HB。工具通常通過以軟退火狀態的鋼，機加工制造，但本身也可設想可通過以硬化的和退火狀態的鋼，以傳統的機加工或電火花加工制造工具。
制造工具的熱處理通常由顧客進行，優選在真空爐內，通過在950-1075℃，優選1000-1050℃的溫度下進行硬化，對完全溶解的存在的碳化物時間周期在15分鐘到2小時之間，優選15-60分鐘，接著冷卻到20-70℃，再在500-570℃，優選520-560℃下進行高溫回火。在鋼的軟退火狀態下，鋼具有含均勻分布的小的碳化物的鐵氧體基質，這些碳化物可以是不同類型的。在硬化和未回火狀態下，鋼具有由未回火的馬氏體構成的基質。根據用公知的理論計算進行的計算，在平衡狀態下鋼含有約0.6 Vol％的MC碳化物，在高溫回火下，可獲得另外的MC碳化物沉積，這就給鋼提供了所要的硬度。這些碳化物具有亞微觀的尺寸，因此碳化物的量使用傳統的微觀研究是不可能說明的。如果溫度增加太高，會導致MC碳化物更粗，并成為不穩定，而不是導致產生不希望有的快速生長的碳化鉻。為了這些理由，重要的是，就本發明的鋼合金組成而言，必須在以上提到的溫度和持續時間下進行回火處理。
本發明的其他特征和內容，根據權利要求和如下進行的實驗描述和最后的討論，會更加清楚。
附圖的簡要描述在以下進行實驗的描述中，參考附圖，其中

圖1是說明檢測鋼硬化后的硬度與奧氏體化溫度之間關系的曲線圖。
圖2是表示硬度與限定溫度范圍內回火溫度之間關系的曲線圖。
圖3是檢測鋼的淬硬性說明圖。
圖4是對在真空爐內硬化隨后回火到約55HRC的樣品，就沖擊能量與冷卻時間關系，表明延性的曲線圖。
圖5和圖6是以高放大倍率顯示2種檢測鋼的斷面顯微照片。
進行實驗的描述材料以實驗室鋼錠的形式，制造8種質量為50kg的鋼合金。以實驗室規格制造的這些鋼錠的化學組成列于表1，鋼1A-8A。鋼1A-6A是實驗鋼，而鋼7A和8A是參考材料。表1中還列出了實驗鋼的目標組成1R-6R和參考材料的鋼7N和8N的額定組成和一種在序言中提到的工業鋼，鋼9N。因為制造技術的限制，大多數實驗室熔體中50kg鋼錠的含硫量都不能保持在所要求的低水平。在所有實驗鋼中，鈦含量為30ppm量級，鈮含量為10ppm量級，鋯含量小于10ppm，采用如下加工過程在1270℃/空氣中均質處理10小時，鍛造成φ60×60mm，在1050℃/2h/空氣下蓄熱(regenerafion)處理，在850℃下軟退火2小時，以10℃/小時冷卻到600℃，然后空氣中自由冷卻。
表1以重量％計，實驗合金的和參考材料化學組成平衡Fe和不可避免的雜質R實驗合金的目標組成N參考材料的額定組成A制造50kg熔體的分析組成

對上述材料有關軟退火后的硬度、不同熱處理后的微結構，由不同的奧氏體化溫度硬化后的硬度，在不同回火溫下回火后的硬度、淬硬性、沖擊韌性、和耐磨損性進行檢測。這些測試結果報導如下。而且，通過Thermo-Calc法對這些鋼，在指定的奧氏體化溫度下的溶解碳和碳化物的含量，進行理論性平衡計算，這些鋼分別具有目標組成1R-6R和參考鋼的額定組成7N-9N，表2。
表2-在奧氏體化溫度TA下溶解碳的含量的重量％和在TA的體積％MC

軟退火硬度表3中列出了合金1A-8A的軟退火硬度，布氏(Brinell)硬度(HB)。表1和表3指出含硅量低時可降低軟退火硬度。
表3.軟退火的硬度

微結構對合金1R-8R在軟退火條件下，及在熱處理到硬度為55-58HRC之間后，檢測其微結構。在鋼的硬化和回火狀況下，微結構由回火的馬氏體構成。不存在一次碳化物，在任何合金中，都沒有檢測到碳化鈦、氮化物和/或碳氮化物。
硬化和回火在1000-1050℃間的不同的溫度下，對鋼1A-6A通過加熱30分鐘以進行奧氏體化，而參考鋼7A和8A分別在960℃和1050℃下實施奧氏體化30分鐘，這溫度是這些公知鋼的最佳奧氏體化溫度，奧氏體化溫度對鋼1A-6A硬度的影響示于圖1，圖中還示出了在上述奧氏體化處理后參考材料7A和8A的硬度。
在鋼1A-6A在1025℃下，鋼7A在960℃下，和鋼8A在1050℃下奧氏體化30分鐘后分別檢測其回火溫度對硬度的影響。除了鋼7A之外，所有的鋼在450-600℃的溫度下，都觀察到典型的二次硬化。圖2示出了在500-600℃間的感興趣的溫度下，硬度與回火溫度的關系。所有的鋼在指定溫度下回火2×2h，鋼6A呈現出回火溫度達到550℃的被檢材料的最佳耐回火性。鋼2A具有直到525℃的與參考材料8A一樣好的耐回火性，而鋼1A和3A-5A，在低于鋼8A的耐回火性但是又明顯高于鋼7A的耐回火性時具有耐磨性。因此可以認為實驗合金1A-6A的耐回火性都很好，這對基質鋼來說是很重要的，可以在高達500℃的溫度下要求進行表面涂敷，以便對某些工具應用獲得所需要的耐磨性。換句話說，在450-600℃的溫度下，更具體地說是在500-560℃的溫度下，通過MC碳化物的沉積，可獲得明顯的二次硬化。利用高硅含量有利于耐磨性，但是，如果硅含量低，像鋼5A，在高達540℃的高溫度回火后，仍能保持56HRC以上的硬度。這是有利的，因為使它能夠在相當寬的溫度范圍內進行表面處理，而不會導致工具的硬度太低。
淬硬性根據Vicker硬度(HV10)與由800℃冷卻到500℃所需時間的關系，使用CCT曲線圖的繪制數據，對淬硬性進行比較，對檢測合金1A-8A的比較結果示于圖3。正如圖中所明示的，所有的實驗合金1A-6A比參考鋼7A和8A具有更好的淬硬性。尤其是鋼5A，具有非常好的淬硬性，而參考材料8A在t8-5＝1000s的硬化條件下，也只達到52HRC。參考鋼7A達到55HRC，而所有的實驗合金1A-6A，在所說的冷卻速率下，達到的硬度都＞56 HRC。
延性用無缺口試驗棒在20℃下的吸收沖擊能量表示延性，示于圖4，圖4中示出了在真空爐內冷卻的合金1A-8A捧，沖擊能量與由800℃冷卻到500℃的冷卻時間之間的關系。對于實物尺寸的塑料模制工具，示出的冷卻時間都是真實的冷卻時間。所有的鋼都回火到目標值55HRC。實驗合金3A、4A和5A都獲得了最好的延性，這些合金都含有約0.1-0.2％的Si和約0.5％的V。這也示于表4中。表4表明在真空爐內硬化的和在相當于t8-5＝1190s速率下冷卻的和回火到55±0.8HRC硬度的無缺口試驗棒，在20℃下吸收的沖擊能量表示的延性。具有較低釩含量的相應變體呈現出較低的延性。斷面的比較表明具有較低釩含量的變體都具有較大的奧氏體粒子尺寸，通過如下事實可解釋圖5，即，與具有稍高釩含量的變體比較，這些合金含有較低量的阻止基質中碳化釩的奧氏體晶粒增長。圖5和圖6分別表示由合金1A和3A制造的試驗棒的斷面。圖6中的顯微照片表明了根據本發明由具有適宜合金組成的鋼所制造的試驗棒的延性斷裂，具有很細小的奧氏體晶粒尺寸，這對良好的延性是先決條件。
表4-在20℃下，對無缺口試驗棒以橫向的吸收沖擊能量表示的延性；硬度55±0.8HRC

耐磨性用SiO2作為磨損劑，對檢測的合金1A-8A進行銷對銷(pin against pin)試驗。鋼7A具有最低的耐磨性。在可比較硬度時，其他鋼具有同樣良好的耐磨性，然而具有較高硅含量的那些合金多少具有稍好的耐磨性。
討論與本發明研發有關的所進行的工作是獲得一種具有所要求組合特性的鋼，如表5左欄中指出的。表中使用了標號1-3，其中1＝最差、3＝最好。最接近理想的實驗合金是鋼5A。這種鋼已與參考材料8A作過比較，沒有嚴重的缺陷，而具有許多優點，就它對塑料成形用模具來說，在這種比較中，可注冊為鋼5A。在與參考材料7A比較中，一個重要的優點是鋼可在高溫下回火，而鋼7A需要低溫回火，并具有已知的缺點，這種缺點關連到電火花加工，熱處理后仍保持很高的應力，并且就選擇表面處理而言，受到限制。參照鋼的潔凈度可計算出疲勞壽命的標號。根據材料的回火溫度和回火后的硬度可計算出壓力強度。根據材料的延性、軟退火硬度，和碳化物含量可計算出磨削性、機加工性、和拋光性。焊接性與碳含量和合金元素的含量有關。可參照用傳統方法制造鋼的可行性，而且沒有問題，來考慮生產的經濟性。
表5-要求的組合特性；檢測鋼的特性比較

在與理想的組合特性比較中，鋼5A在硬化和高溫回火后，具有稍低的硬度。根據由實驗獲得的經驗，可以估計到最佳鋼組成的硅含量約為0.2％，在這種鋼中1020℃下的溶解碳的含量約為0.45％。然而，為了提供合金的最佳延性/韌性，在最佳組成中碳含量不應超過0.25％。在這種情況下，為了在硬化和高溫回火后獲得57-58HRC的目標硬度，鋼的碳含量的目標值應為0.49％，為了獲得一個阻止有關熱處理時晶粒生長的較寬的范圍，最佳組成的適宜釩含量估計為0.52％。為了使延性和韌性最大，磷、硫、氮、氧的含量要保持在一個非常低的水平。除了釩外，鋼中不應含有任何其他故意添加的碳化物形成者，其他碳化物形成者，如鈦、鋯、鈮，在最佳合金中各限止到最大0.005％。鋁可以作為制造鋼時的殘留物存在，并限止到最大0.030％，優選最大0.015％。
因此對于塑料成形用模具鋼的最佳合金，具有的組成列于表6。
生產規模的試驗在電弧爐內制造本發明鋼10P，目標組成是表6中列出的組成。熔體的重量為65噸。分析組成偏離目標組成非常小。超出給定限額的元素僅有硫和氮，其含量分別為0.011％和0.013％，而不是最大的0.010％。鋼10P的全部組成列于表7，其中也列出了最重要雜質含量。在同一表內，還列出了由申請人生產得到的3種檢測參考材料7P、8P和9P的組成。這些鋼相當于鋼7N、8N和9N，其所具有的額定組成列于表1中。參考材料也都是在電弧爐以65噸熔體爐量制造。所有熔體都是底鑄成鋼錠形狀。由鋼9P所制造的鋼錠也用ESR再熔融進行精煉。包括ESR鋼錠在內的所有鋼錠鍛造成具有不同尺寸的條鋼。在取出試驗樣品前，所有的條鋼都要經受不同的熱處理。表8中列出了檢測條鋼的尺寸和熱處理條件。
然后，在電弧爐中再制造三種具有本發明化學組成的產品熔體，每個為65噸。由這些鋼制成電極，經受ESR(電渣精煉)。ESR鋼錠鍛造成不同尺寸的條鋼，這些條鋼在取出試驗樣品之前，也經受不同的熱處理。這些條鋼，鋼11P、12P和13P的化學組成列于表7中，其尺寸和熱處理條件列于表8中。
表8-條鋼尺寸和熱處理

表6-最佳合金組成，重量-％，1020℃下溶解碳的含量和碳化物含量

表7-檢測生產規模鋼的化學組成，分別以重量％和重量-ppm表示，平衡量的鐵和雜質

注n.a.＝未分析根據表8從條鋼中選取的樣品，檢測其硬度和沖擊韌性。結果列于表9。在表中也列出了試驗棒的類型(所有試驗棒都是無缺口的)和條鋼中的試驗棒的位置。
CL2是指取自圓條鋼的試驗棒，沿著條鋼的縱向取自條鋼的中心，并在條鋼的垂直方向有沖擊方向。
CR2是指與CL2一樣，但在條鋼的縱方向上具有沖擊方向(最不利的狀態)。
TL2是指取自扁平條鋼的試驗棒，其他方面按照CR2。
LT2是指取自扁平條鋼的試驗棒，其他方面按照CL2。和ST2是指取自扁平條鋼的試驗棒，沿著最短的垂直方向，從條鋼的中心選取，并在縱方向上具有沖擊方向(最不利的狀態)。
表9-以生產規模制造的檢測鋼的硬度和沖擊韌性

正如表9所示，檢測鋼的硬度都同樣好，但是，就鋼7P和8P而言，需要低溫回火，并具有其已知缺點。然而，鋼8P的可比較的良好沖擊韌性，首先認為由于該鋼制成的檢測的扁平條鋼的尺寸較細的原因所造成的。對于鋼9P，只獲得了中等好的沖擊韌性，雖然鋼是ESR精煉的。鋼10P的圓條鋼，其沖擊韌性的測定值為58J稍低于鋼9P，圓條鋼的沖擊韌性測定值60J，盡管是不利的沖擊方向。還可觀察到，對于鋼9P和10P的扁平條鋼，在同等沖擊韌性試驗的情況下，對本發明的鋼10P清楚地觀察到最佳的沖擊韌性196J，可與鋼9P的159J相比較，在這比較中，特別考慮到的是鋼9P為ESR精煉的，這種通常改進了韌性，最后，可以注意到本發明鋼11P、12P和13P的沖擊韌性，與未進行ESR再熔融的材料，鋼10P進行比較，通過ESR再熔融已有極大的改進。
權利要求
1.一種鋼，特征是以重量％計，具有如下化學組成，0.43-0.60C從痕量到1.5Si從痕量到1.5(Si+Al)0.1-2.0Mn3.0-7.0Cr1.5-4.0(Mo+W/2)，但最大1.0W0.30-0.70VNb、Ti和Zr中的每一種最大0.1最大2.0Co最大2.0Ni基本以Fe平衡，和不可避免的雜質。
2.根據權利要求1的鋼，特征是它含有至少0.44的C，適宜的至少0.46的C。
3.根據權利要求2的鋼，特征是它含有最大0.55的C，適宜最大0.53的C。
4.根據權利要求1、3中任一項的鋼，特征是它含有至少0.40的V，適宜的至少0.45的V。
5.根據權利要求4的鋼，特征是它含有最大0.65的V，適宜的最大0.60的V。
6.根據權利要求1-5中任一項的鋼，特征是它含有約0.49的C和約0.52的V。
7.根據權利要求1-6中任一項的鋼，特征是它含有至少0.05的Si和最大1.0的Si。
8.根據權利要求7的鋼，特征是它含有至少0.1的Si，優選至少0.2的Si和最大0.5的Si。
9.根據權利要求1-8中任一項的鋼，特征是它含有最大1.0的Al，優選最大0.3的鋁，適宜的最大0.1的Al，和最適宜的最大0.03的Al。
10.根據權利要求1-9中任一項的鋼，特征是它含有至少1.8的Mo，和最大3.2的Mo。
11.根據權利要求10的鋼，特征是它含有至少2.1的Mo和最大2.6的Mo。
12.根據權利標10或11的鋼，特征是它含有最大0.3的W，適宜的最大0.1的W。
13.根據權利要求12的鋼，特征是它不含有超過雜質量的鎢。
14.根據權利要求1-13中任一項的鋼，特征是它含有最大0.7的Co。
15.根據權利要求14的鋼，特征是不含有超過雜質量的鈷。
16.根據權利要求1-15的鋼，特征是它含有最大1.0的Ni。
17.根據權利要求16的鋼，特征是它含有最大0.7的Ni。
18.根據權利要求17的鋼，特征是它含有0.3-0.7的Ni。
19.根據權利要求17的鋼，特征是它不含有超過雜質量的鎳。
20.根據權利要求1-19的鋼，特征是鈦、鋯和鈮中各元素的含量不超過0.1％。
21.根據權利要求20的鋼，特征是鈦、鋯、和鈮中各元素的含量不超過0.03％。
22.根據權利要求21的鋼，特征是鈦、鋯、和鈮中的各元素含量不超過0.01％，優選不超過0.005％。
23.根據權利要求1-22中任一項的鋼，特征是鋼中不含大于最大0.035％，優選最大0.015％，適宜的最大0.010％的P。
24.根據權利要求1-23中任一項的鋼，特征是鋼中O含量最大為20ppm，優選最大為10ppm。
25.根據權利要求1-24中任一項的鋼，特征是鋼中N含量最大為30ppm，優選最大為15ppm，適宜的最大為10ppm。
26.根據權利要求1-25中任一項的鋼，特征是鋼中S含量最大為0.03％，優選最大為0.01％，適宜的最大為30ppm。
27.根據權利要求1-25中任一項的鋼，特征是它含有0.10-0.30％的S。
28.根據權利要求27的鋼，特征是它含有5-75ppm的Ca和5-100ppm的O，優選5-50ppm的Ca和優選60-90ppm的O。
29.根據權利要求1-28中任一項的鋼，特征是在硬化和在500-570℃，優選在520-560℃下高溫回火后的硬度為54-59HRC，優選為56-58HRC。
30.根據權利要求1-29中任一項的鋼，特處是它是ESR再熔融的。
31.根據權利要求1-30中任一項的鋼制造的塑料成形用模具。
32.根據權利要求31的塑料成形用模具，特征是在硬化和在500-570℃，優選520-560℃下高溫回火后的硬度為54-59HRC，優選56-58HRC。
全文摘要
本發明關于一種鋼，尤其是塑料成形用的模具鋼，以重量％計，具有如下化學組成0.43－0.60C，痕量到1.5Si，痕量到1.5(Si+Al)，0.1－2.0Mn，3.0－7.0Cr，1.5－4.0(Mo+W/2)，然而，最大1.0W，0.30－0.70V，Nb、Ti和Zr中各為最大0.1，最大2.0Co，最大2.0Ni，基本以Fe平衡，和不可避免的雜質。在硬化和在520－560℃下高溫回火后，鋼的硬度為56－58HRC。
文檔編號C21D9/00GK1671876SQ03813655
公開日2005年9月21日 申請日期2003年5月7日 優先權日2002年6月13日
發明者奧德·桑德伯格 申請人:尤迪霍爾姆工具公司