本发明属于塑料模具钢制备，具体涉及时效硬化塑料模具钢及其制备方法。
背景技术：
1、时效硬化塑料模具钢一般经过冶炼、锻造、高温淬火(固溶处理)后，再在钢处于软化状态且组织为单一的过饱和固溶体状态时进行时效处理(加热到某一较低温度并保温一段时间)，细小弥散的金属间化合物从基体中析出，从而对钢材进行强化和硬化。时效硬化塑料模具钢具有优异的抛光性能、较高的强度和耐磨性，适宜制造承受高负荷、高耐磨及在腐蚀介质作用下的塑料模具以及透明塑料制品模具等。但随着制品逐渐向大型化的发展，模具向大型化发展是必然的趋势，而大模块产品钢锭冶金质量始终难以稳定，并且由于加工工艺、热处理工艺不当等因素，产品的质量波动较大，往往存在比较严重的疏松、一次碳化物残留、偏析和夹杂等缺陷。其中，因偏析引起的带状组织对钢的力学性能和抛光性能等都有不利影响，同时生产过程中也容易出现热处理开裂、残余应力较高影响啊后续加工等问题。
2、专利cn116904883a公开了一种时效硬化型塑料模具钢及其制备方法，其采用真空感应熔炼、电渣重熔、锻造、热处理工艺，制备出高锰低镍时效硬化型塑料模具钢，时效后硬度≥43.6hrc，且硬度偏差≤1.7hrc。但其采用锻造成型，且化学成分无经济优势。
技术实现思路
1、为了解决现有大型时效硬化型塑料模铸钢锭硬度均匀性差、成材率低、生产成本高昂等问题，本发明提供一种时效硬化塑料模具钢及其制备方法。
2、为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
3、第一方面，本发明提供时效硬化塑料模具钢，其化学成分按质量百分比计，包括：c：0.09～0.13％；mn：1～3％，ni：3～4％；mo：0.2～0.8％；cu：0.9～1.3％；nb：0.03～0.09％；al：0.9～1.4％，si＜0.25％；n＜25ppm，s＜0.006；p＜0.015，余量为fe及不可避免的杂质元素。
4、第二方面，本发明提供上述时效硬化塑料模具钢的制备方法，包括以下步骤：
5、s1、按时效硬化塑料模具钢的成分以电弧炉+lf+vod工艺，熔炼浇注后，退火保温、冷却，获得精炼后的电极棒；
6、s2、将精炼后的电极棒表面滚磨处理后进行电极棒脱氧、均质化重熔；
7、s3、重熔后进行电渣热封顶；
8、s4、将封顶后的电渣锭脱模后退火保温，冷却至室温，然后再次加热后轧制；
9、s5、将轧制的圆钢进行球化退火、淬火、时效处理后，即得成品。
10、其中，步骤s1中，浇注温度1520～1570℃。浇注速度阶段性降低，浇注电极棒高度的每1/3，控制时间占比为2:3:5，1200≤浇注总时间≤2000s。
11、其中，步骤s1中，退火温度660～760℃，保温时间10～16h。
12、其中，步骤s2中，重熔中的渣料包括：caf2：a12o3质量比为7:3的预熔渣渣系。
13、进一步地，渣料经过700～800℃，≥6h烘烤后使用。
14、其中，步骤s2中，重熔条件包括：压摆设定范围为4.0～1.0v；熔速比控制锭身与冒口充填时间，熔速为5～8.0kg/min；充填时间50～100min，炉冷时间为100～160min。
15、其中，步骤s2中，重熔时采用中间脱氧合金进行两次脱氧，其中一次脱氧合金按重量百分比包括以下成分：si：15～25％、mg：10～20％、余量为fe。
16、二次脱氧采用含稀土类的脱氧合金，按重量百分比包括以下成分：la：10～20％、ce：10～20％、y：10～20％、余量为fe。
17、进一步地，所述中间脱氧合金粒度＜6mm，并在150～300℃烘烤2h以上。
18、其中，步骤s3中，按照预熔渣渣系配比，充填结束后以母合金成分相近的为自耗电极进行熔化保温，加热保温的同时，电极熔化的金属作为向钢锭传热的热源对钢锭的收缩进行二次充填，自耗电极熔速为3～5kg/min。
19、其中，步骤s4中，退火温度560～680℃，保温时间16～24h。
20、其中，步骤s4中，钢锭经过三段式加热至1120～1250℃，保温20～30h后轧制。
21、进一步地，第一段由室温升温至350～450℃，升温速率30～50℃/h，保温4～8h；第二段保温温度650～850℃，升温速率30～50℃/h，保温10～18h；第三段保温温度1120～1250℃，升温速率10～30℃/h，保温20～30h。
22、其中，步骤s4中，加热的钢锭通过1350mm开坯机+6～8机架短应力线孔型连轧机一火轧制成材，通过一火次连续变形制备成圆钢。
23、其中，步骤s5中，球化退火温度为660～760℃，退火温度以20～30℃/h加热至目标温度，保温16～24h，以20～30℃/h冷至≤400℃出炉空冷。
24、其中，步骤s5中，淬火温度820～920℃，淬火温度以30～50℃/h加热至820～920℃保温6～10h后以20～30℃/h加热至淬火温度，保温10～18h冷却。
25、进一步地，冷却方式为：入水300～600s，出水500～800s；入水800～1200s，出水500～800s；入水1200s，出水冷却至室温。
26、其中，步骤s5中，时效温度500～540℃，时效时间18～24h。
27、有益效果：本发明通过优化的电渣重熔渣系和充填方法，改善钢锭凝固质量，避免通道偏析和冒口端缺陷问题，提高产品质量。并通过1350mm大压下开坯机和6～8机架短应力线孔型轧机一火次连续成型，制备得到特定规格的大截面圆钢，具有好的一次较成材率(＞93％)和探伤合格率；而且本发明通过优化热处理方法(球化退火→淬火→时效处理)制备得到组织均匀，金相组织为贝氏体+马奥岛+微量珠光体，截面硬度波动＜3hrc，冲击吸收功akv2＞15j，韧性良好的高品质塑料模具钢。
1.时效硬化塑料模具钢，其特征在于：化学成分按质量百分比计，包括：c：0.09～0.13％；mn：1～3％，ni：3～4％；mo：0.2～0.8％；cu：0.9～1.3％；nb：0.03～0.09％；al：0.9～1.4％，si＜0.25％；n＜25ppm，s＜0.006；p＜0.015，余量为fe及不可避免的杂质元素。
2.权利要求1所述时效硬化塑料模具钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述时效硬化塑料模具钢的制备方法，其特征在于：步骤s1中，浇注温度1520～1570℃；浇注速度阶段性降低，浇注电极棒高度的每1/3，控制时间占比为2:3:5，1200≤浇注总时间≤2000s；退火温度660～760℃，保温时间10～16h。
4.根据权利要求2所述时效硬化塑料模具钢的制备方法，其特征在于：步骤s2中，满足以下至少一项：
5.根据权利要求2所述时效硬化塑料模具钢的制备方法，其特征在于：步骤s2中，
6.根据权利要求2所述时效硬化塑料模具钢的制备方法，其特征在于：步骤s3中，按照预熔渣渣系配比，充填结束后以母合金成分相近的为自耗电极进行熔化保温，加热保温的同时，电极熔化的金属作为向钢锭传热的热源对钢锭的收缩进行二次充填，自耗电极熔速为3～5kg/min。
7.根据权利要求2所述时效硬化塑料模具钢的制备方法，其特征在于：步骤s4中，退火温度560～680℃，保温时间16～24h。
8.根据权利要求2所述时效硬化塑料模具钢的制备方法，其特征在于：步骤s4中，钢锭经过三段式加热至1120～1250℃，保温20～30h后轧制；进一步地，第一段由室温升温至350～450℃，升温速率30～50℃/h，保温4～8h；第二段保温温度650～850℃，升温速率30～50℃/h，保温10～18h；第三段保温温度1120～1250℃，升温速率10～30℃/h，保温20～30h。
9.根据权利要求2所述时效硬化塑料模具钢的制备方法，其特征在于：步骤s4中，加热的钢锭通过1350mm开坯机+6～8机架短应力线孔型连轧机一火轧制成材，通过一火次连续变形制备成圆钢。
10.根据权利要求2所述时效硬化塑料模具钢的制备方法，其特征在于：步骤s5中，
