【技術實現步驟摘要】
本公開涉及用于壓鑄的工具，并更特別涉及用于金屬壓鑄的工具鋼和表面處理的工具鋼。
技術介紹
1、該章節中提供的信息是為了大體呈現本公開的背景的目的。當前署名的專利技術人的工作(在本章節中描述的程度上)以及在提交時可能不構成現有技術的說明書的各方面既不明示也不暗示地視為本公開的現有技術。
2、本公開涉及用于壓鑄的工具，并更特別涉及用于金屬壓鑄的工具鋼和表面處理的工具鋼。
3、在壓鑄熔融金屬時使用包括由工具鋼制成的模具的工具。通常將潤滑劑施加到模具接觸該熔融金屬的表面上。在循環之間使用潤滑劑以降低模具溫度并避免熔融金屬如鋁在壓鑄過程中粘著到模具上。潤滑劑需要時間來噴涂到模具表面上，這降低了生產率。此外，該潤滑劑具有不利的經濟和環境影響。
4、模具通常是水冷的。在將熔融金屬倒入模腔中時，模具通常經歷大的熱梯度，這導致模具的熱疲勞。
技術實現思路
1、用于鑄造金屬的模具的工具鋼包含鐵(fe)；0.001重量％至0.1重量％的碳(c)；0.2重量％至2.0重量％的銅(cu)；3重量％至10重量％的鎳(ni)；0.5重量％至3重量％的鋁(al)；0.2重量％至1.5重量％的錳(mn)；0至1.5重量％的鉻(cr)；0至1.5重量％的鉬(mo)；0至1.5重量％的鎢(w)；和0至0.2重量％的鈮(nb)。在鋼基材上的過渡層具有0.1μm至3μm的厚度，并且該過渡層的金屬包含5至20重量％的ni和1至5重量％的銅。氧化物層和氧化物/氮化物層之一在該過渡層上并具有1
2、在另一些特征中，ni:al的比為大于或等于2。鉻(cr)為0.01重量％至1.5重量％。鉬(mo)為0.01重量％至1.5重量％。鎢(w)為0.01重量％至1.5重量％。鈮(nb)為0.01重量％至0.2重量％。
3、在另一些特征中，該工具鋼在奧氏體化后的微觀結構是馬氏體、貝氏體和鐵素體與具有小于20nm的尺寸和大于1024/m3的密度以及小于5體積％的奧氏體的納米沉淀的混合物(in?other?features,amicrostructure?of?the?tool?steel?after?austenitizationis?a?mixture?of?martensite,bainite?and?ferrite?and?nanoprecipitation?having?asize?less?than?20nm?and?a?density?greater?than?1024/m3?and?austenite?less?than5％in?volume)。在由奧氏體化淬火后，該工具鋼的硬度為小于30hrc。
4、在另一些特征中，在硬化和氧化后，工具鋼的硬度為大于或等于42hrc。在回火和氧-氮化后，工具鋼的硬度為大于或等于49hrc。在回火和表面處理后，熱導率為大于35w/mk。
5、表面處理工具鋼的方法包括提供包含鐵(fe)、0.001重量％至0.1重量％的碳(c)、0.2重量％至2重量％的銅(cu)、3重量％至10重量％的鎳(ni)、0.5重量％至3重量％的鋁(al)、0.2重量％至1.5重量％的錳(mn)、0至1.5重量％的鉻(cr)、0至1.5重量％的鉬(mo)、0至1.5重量％的鎢(w)和0至0.2重量％的鈮(nb)的工具鋼；在900℃至950℃的第一溫度下將該工具鋼奧氏體化0.5小時至24小時的第一時段；使用該工具鋼產生模具的幾何形狀；和以下之一：在380℃至600℃的第二溫度下氧化該工具鋼0.1小時至40小時的第二時段；在380℃至600℃的第三溫度下氧-氮化該工具鋼0.1小時至48小時的第三時段；在380℃至600℃的第四溫度下氧化硬化后的工具鋼0.1小時至20小時的第四時段；和在380℃至600℃的第五溫度下氧-氮化硬化后的工具鋼0.1小時至24小時的第五時段。
6、在另一些特征中，該方法包括使用該模具鑄造鋁和鋁合金中的一種。該工具鋼被氧化，該第二溫度為450℃至550℃，且該第二時段為2小時至30小時。在另一些特征中，該工具鋼被氮化和氧化，該第三溫度為450℃至550℃，且該第三時段為2小時至36小時。
7、在另一些特征中，該工具鋼被氧化，該第四溫度為450℃至550℃，且該第四時段為1小時至10小時。該工具鋼被氮化和氧化，該第五溫度為450℃至550℃，且該第五時段為1小時至12小時。
8、在另一些特征中，在氧化和氧化與硬化中的一種后，該工具鋼包括具有1μm至10μm的厚度的氧化物層，和具有0.1μm至3μm的厚度的過渡層，并且過渡層的金屬包括5至20重量％的ni和1至5重量％的cu。
9、在另一些特征中，在氧-氮化和氧-氮化與硬化中的一種后，該工具鋼包括具有30μm至100μm的厚度的氮化物層；具有1μm至10μm的厚度的氧化物層；和具有0.1μm至3μm的厚度的過渡層，并且過渡層的金屬包括5至20重量％的ni和1至5重量％的cu。
10、本公開包括以下方面：
11、1.用于鑄造金屬的模具的工具鋼，其包括：
12、鋼基材，其包含鐵(fe)、0.001重量％至0.1重量％的碳(c)、0.2重量％至2.0重量％的銅(cu)、3重量％至10重量％的鎳(ni)、0.5重量％至3重量％的鋁(al)、0.2重量％至1.5重量％的錳(mn)、0至1.5重量％的鉻(cr)、0至1.5重量％的鉬(mo)、0至1.5重量％的鎢(w)和0至0.2重量％的鈮(nb)；
13、具有0.1μm至3μm的厚度的過渡層，并且所述過渡層的金屬包含5至20重量％的ni和1至5重量％的銅；和
14、具有1μm至10μm的厚度的氧化物層和氧化物/氮化物層中的一種。
15、2.方面1的工具鋼，其中ni:al的比為大于或等于2。
16、3.方面1的工具鋼，其中所述鉻(cr)為0.01重量％至1.5重量％。
17、4.方面1的工具鋼，其中所述鉬(mo)為0.01重量％至1.5重量％。
18、5.方面1的工具鋼，其中所述鎢(w)為0.01重量％至1.5重量％。
19、6.方面1的工具鋼，其中所述鈮(nb)為0.01重量％至0.2重量％。
20、7.方面1的工具鋼，其中所述工具鋼在奧氏體化后的微觀結構是馬氏體、貝氏體和鐵素體與具有小于20nm的尺寸和大于1024/m3的密度以及小于5體積％的奧氏體的納米沉淀的混合物。
21、8.方面1的工具鋼，其中在由奧氏體化淬火后，所述工具鋼的硬度為小于30hrc。
22、9.方面8的工具鋼，其中滿足以下之一：
23、在硬化和氧化后，工具鋼的硬度為大于或等于42hrc；和
24、在回火和氧-氮化后，工具鋼的硬度為大于或等于49hrc。
25、10.方面1的工具鋼，其中在回火和表面處理后，熱導率為大于35w/mk。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.用于鑄造金屬的模具的表面處理的工具鋼，其包括：
2.權利要求1的表面處理的工具鋼，其中Ni:Al的比為大于或等于2。
3.權利要求1的表面處理的工具鋼，其中所述鉻(Cr)為0.01重量％至1.5重量％。
4.權利要求1的表面處理的工具鋼，其中所述鉬(Mo)為0.01重量％至1.5重量％。
5.權利要求1的表面處理的工具鋼，其中所述鎢(W)為0.01重量％至1.5重量％。
6.權利要求1的表面處理的工具鋼，其中所述鈮(Nb)為0.01重量％至0.2重量％。
7.權利要求1的表面處理的工具鋼，其中所述工具鋼在奧氏體化后的微觀結構是馬氏體、貝氏體和鐵素體與具有小于20nm的尺寸和大于1024/m3的密度以及小于5體積％的奧氏體的納米沉淀的混合物。
8.權利要求1的表面處理的工具鋼，其中在由奧氏體化淬火后，所述工具鋼的硬度為小于30HRC。
9.權利要求8的表面處理的工具鋼，其中滿足以下之一：
10.權利要求1的表面處理的工具鋼，其中在回火和表面處理后，熱導率為大于35W/mK
...【技術特征摘要】
1.用于鑄造金屬的模具的表面處理的工具鋼，其包括：
2.權利要求1的表面處理的工具鋼，其中ni:al的比為大于或等于2。
3.權利要求1的表面處理的工具鋼，其中所述鉻(cr)為0.01重量％至1.5重量％。
4.權利要求1的表面處理的工具鋼，其中所述鉬(mo)為0.01重量％至1.5重量％。
5.權利要求1的表面處理的工具鋼，其中所述鎢(w)為0.01重量％至1.5重量％。
6.權利要求1的表面處理的工具鋼，其中所述鈮(nb)為0.0...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王舟，龐佳琛，劉連騫，易紅亮，王建鋒，
申請(專利權)人：通用汽車環球科技運作有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。