本发明属于模具材料技术领域，尤其涉及一种模具钢及其制备方法和口罩模具。
背景技术：
口罩模具，是指用于生产制造口罩的模具，其一般采用不锈钢作为材质，该类型的不锈钢可称作为模具钢。
对于模具钢而言，应用于口罩(熔喷布)用等模具，既要有一定的强度和韧性要求，还要有一定的耐蚀性要求。然而，现有的模具钢存在硬度较低或耐蚀性较差等问题，故亟待进行改进。
技术实现要素：
本发明实施例的目的在于提供一种模具钢，旨在解决背景技术中提出的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种模具钢，其包括以下按照质量百分比计的组分：c0.15～0.25％、si0.5～1.5％、mn0.5～1.5％、p0.01～0.05％、s0.001～0.01％、cr15～20％、ni2～3％、v0.01～0.1％、nb0.01～0.05％，余量为fe，各组分的质量百分比之和为100％。
作为本发明实施例的一个优选方案，所述模具钢包括以下按照质量百分比计的组分：c0.18～0.22％、si0.8～1.2％、mn0.8～1.2％、p0.02～0.03％、s0.004～0.006％、cr16～18％、ni2.2～2.8％、v0.04～0.06％、nb0.02～0.04％，余量为fe，各组分的质量百分比之和为100％。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述模具钢包括以下按照质量百分比计的组分：c0.2％、si1％、mn1％、p0.025％、s0.005％、cr17％、ni2.5％、v0.05％、nb0.03％，余量为fe，各组分的质量百分比之和为100％。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述模具钢的晶粒度不低于8级。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述模具钢的洛氏硬度为28～32。
本发明实施例的另一目的在于提供一种上述的模具钢的制备方法，其包括以下步骤：
按照上述c、si、mn、p、s、cr、ni、v、nb、fe的质量百分比，称取各原料；
将各原料进行混合后，再经熔融处理，得到熔融体；
将熔融体进行成型加工，并经冷却，得到模具钢。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述步骤中，熔融处理的温度为1900～2000℃。
本发明实施例的另一目的在于提供一种上述制备方法制得的模具钢。
本发明实施例的另一目的在于提供一种全部或部分包含上述模具钢的口罩模具。
本发明实施例提供的一种模具钢，通过调整合金各组分及其含量，容易淬透，具有较高的强度、韧性、硬度均匀性和晶粒度，且对氧化性的酸类(一定温度、浓度的硝酸、大部分的有机酸)以及有机酸水溶液都有良好的耐蚀性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
该实施例提供了一种模具钢，其制备方法包括以下步骤：
s1、按照c0.15％、si0.5％、mn0.5％、p0.01％、s0.001％、cr15％、ni2％、v0.01％、nb0.01％、fe81.819％的质量百分比，称取各元素的原料；其中，各元素的原料可以采用单质粉末进行添加，也可以采用中间合金进行添加。
s2、将上述各元素的原料进行混合后，再置于1900℃的温度条件下进行熔融处理，得到熔融体。
s3、将上述熔融体进行成型加工，并经自然冷却，即可得到模具钢。其中，可以将熔融体直接成型加工成口罩模具等。
实施例2
该实施例提供了一种模具钢，其制备方法包括以下步骤：
s1、按照c0.25％、si1.5％、mn1.5％、p0.05％、s0.01％、cr20％、ni3％、v0.1％、nb0.05％、fe73.54％的质量百分比，称取各元素的原料；其中，各元素的原料可以采用单质粉末进行添加，也可以采用中间合金进行添加。
s2、将上述各元素的原料进行混合后，再置于2000℃的温度条件下进行熔融处理，得到熔融体。
s3、将上述熔融体进行成型加工，并经自然冷却，即可得到模具钢。其中，可以将熔融体直接成型加工成口罩模具等。
实施例3
该实施例提供了一种模具钢，其制备方法包括以下步骤：
s1、按照c0.18％、si0.6％、mn0.6％、p0.02％、s0.003％、cr15.5％、ni2.2％、v0.03％、nb0.03％、fe80.837％的质量百分比，称取各元素的原料；其中，各元素的原料可以采用单质粉末进行添加，也可以采用中间合金进行添加。
s2、将上述各元素的原料进行混合后，再置于1920℃的温度条件下进行熔融处理，得到熔融体。
s3、将上述熔融体进行成型加工，并经自然冷却，即可得到模具钢。其中，可以将熔融体直接成型加工成口罩模具等。
实施例4
该实施例提供了一种模具钢，其制备方法包括以下步骤：
s1、按照c0.23％、si1.4％、mn1.4％、p0.04％、s0.008％、cr19.5％、ni2.8％、v0.08％、nb0.04％、fe74.502％的质量百分比，称取各元素的原料；其中，各元素的原料可以采用单质粉末进行添加，也可以采用中间合金进行添加。
s2、将上述各元素的原料进行混合后，再置于1980℃的温度条件下进行熔融处理，得到熔融体。
s3、将上述熔融体进行成型加工，并经自然冷却，即可得到模具钢。其中，可以将熔融体直接成型加工成口罩模具等。
实施例5
该实施例提供了一种模具钢，其制备方法包括以下步骤：
s1、按照c0.18％、si0.8％、mn0.8％、p0.02％、s0.004％、cr16％、ni2.2％、v0.04％、nb0.02％、fe79.936％的质量百分比，称取各元素的原料；其中，各元素的原料可以采用单质粉末进行添加，也可以采用中间合金进行添加。
s2、将上述各元素的原料进行混合后，再置于1950℃的温度条件下进行熔融处理，得到熔融体。
s3、将上述熔融体进行成型加工，并经自然冷却，即可得到模具钢。其中，可以将熔融体直接成型加工成口罩模具等。
实施例6
该实施例提供了一种模具钢，其制备方法包括以下步骤：
s1、按照c0.22％、si1.2％、mn1.2％、p0.03％、s0.006％、cr18％、ni2.8％、v0.06％、nb0.04％、fe76.444％的质量百分比，称取各元素的原料；其中，各元素的原料可以采用单质粉末进行添加，也可以采用中间合金进行添加。
s2、将上述各元素的原料进行混合后，再置于1960℃的温度条件下进行熔融处理，得到熔融体。
s3、将上述熔融体进行成型加工，并经自然冷却，即可得到模具钢。其中，可以将熔融体直接成型加工成口罩模具等。
实施例7
该实施例提供了一种模具钢，其制备方法包括以下步骤：
s1、按照c0.19％、si0.9％、mn0.9％、p0.02％、s0.004％、cr16.5％、ni2.4％、v0.04％、nb0.02％、fe79.026％的质量百分比，称取各元素的原料；其中，各元素的原料可以采用单质粉末进行添加，也可以采用中间合金进行添加。
s2、将上述各元素的原料进行混合后，再置于1950℃的温度条件下进行熔融处理，得到熔融体。
s3、将上述熔融体进行成型加工，并经自然冷却，即可得到模具钢。其中，可以将熔融体直接成型加工成口罩模具等。
实施例8
该实施例提供了一种模具钢，其制备方法包括以下步骤：
s1、按照c0.21％、si1.1％、mn1.1％、p0.03％、s0.006％、cr17.5％、ni2.7％、v0.06％、nb0.04％、fe77.254的质量百分比，称取各元素的原料；其中，各元素的原料可以采用单质粉末进行添加，也可以采用中间合金进行添加。
s2、将上述各元素的原料进行混合后，再置于1950℃的温度条件下进行熔融处理，得到熔融体。
s3、将上述熔融体进行成型加工，并经自然冷却，即可得到模具钢。其中，可以将熔融体直接成型加工成口罩模具等。
实施例9
该实施例提供了一种模具钢，其制备方法包括以下步骤：
s1、按照c0.22％、si0.8％、mn0.8％、p0.03％、s0.004％、cr17.2％、ni2.5％、v0.05％、nb0.03％、fe78.366％的质量百分比，称取各元素的原料；其中，各元素的原料可以采用单质粉末进行添加，也可以采用中间合金进行添加。
s2、将上述各元素的原料进行混合后，再置于1950℃的温度条件下进行熔融处理，得到熔融体。
s3、将上述熔融体进行成型加工，并经自然冷却，即可得到模具钢。其中，可以将熔融体直接成型加工成口罩模具等。
实施例10
该实施例提供了一种模具钢，其制备方法包括以下步骤：
s1、按照c0.2％、si1％、mn1％、p0.025％、s0.005％、cr17％、ni2.5％、v0.05％、nb0.03％、fe78.19％的质量百分比，称取各元素的原料；其中，各元素的原料可以采用单质粉末进行添加，也可以采用中间合金进行添加。
s2、将上述各元素的原料进行混合后，再置于1950℃的温度条件下进行熔融处理，得到熔融体。
s3、将上述熔融体进行成型加工，并经自然冷却，即可得到模具钢。其中，可以将熔融体直接成型加工成口罩模具等。
本发明实施例制得的模具钢在4cr13的基础上，提cr降碳，可以增加耐蚀性和韧性。另外，本发明实施例通过优化合金元素配比，加ni，提高淬透性，保证了足够的强度。
其中，上述实施例10制得的模具钢的性能指标如下：
1、高硬度：hrc28-32。淬透性极好，大尺寸硬度均匀。
2、高纯净度、偏低析，组织细致均匀。按astme45-方法a评定，a(硫化物)、b(氧化物)、c(硅酸盐类)、d(不变形球状氧化物)均小于1.0级。
3、基体有一定量的铁素体，并分布均匀，材料韧性好。
4、晶粒度可达8级以上。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
1.一种模具钢，其特征在于，包括以下按照质量百分比计的组分：c0.15～0.25％、si0.5～1.5％、mn0.5～1.5％、p0.01～0.05％、s0.001～0.01％、cr15～20％、ni2～3％、v0.01～0.1％、nb0.01～0.05％，余量为fe，各组分的质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的一种模具钢，其特征在于，所述模具钢包括以下按照质量百分比计的组分：c0.18～0.22％、si0.8～1.2％、mn0.8～1.2％、p0.02～0.03％、s0.004～0.006％、cr16～18％、ni2.2～2.8％、v0.04～0.06％、nb0.02～0.04％，余量为fe，各组分的质量百分比之和为100％。
3.根据权利要求1所述的一种模具钢，其特征在于，所述模具钢包括以下按照质量百分比计的组分：c0.2％、si1％、mn1％、p0.025％、s0.005％、cr17％、ni2.5％、v0.05％、nb0.03％，余量为fe，各组分的质量百分比之和为100％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的一种模具钢，其特征在于，所述模具钢的晶粒度不低于8级。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的一种模具钢，其特征在于，所述模具钢的洛氏硬度为28～32。
6.一种如权利要求1～5中任一项所述的模具钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照上述c、si、mn、p、s、cr、ni、v、nb、fe的质量百分比，称取各原料；
将各原料进行混合后，再经熔融处理，得到熔融体；
将熔融体进行成型加工，并经冷却，得到模具钢。
7.根据权利要求6所述的一种模具钢的制备方法，其特征在于，所述步骤中，熔融处理的温度为1900～2000℃。
8.一种如权利要求6或7所述制备方法制得的模具钢。
9.一种全部或部分包含如权利要求1～5和8中任一项所述模具钢的口罩模具。
技术总结