在機電或工業等行業的(de)人士都知道,過去,不鏽(xiù)鋼材在(zài)化工、航天、航(háng)空、原子能以(yǐ)及民用(yòng)工業應用較多,在模具製造中應用較少,但是由於模具工業的發(fā)展,模具(jù)工作的環(huán)境對模(mó)具(jù)材料的性能要求越來越高,在(zài)操作具有化(huà)學腐蝕的塑料為原(yuán)料的塑料製品時(shí),模具必須具有防(fáng)腐蝕性能;在強(qiáng)磁場中工作的模具不應產生感應;一些耐高溫(wēn)、耐蝕、抗氧化性的熱處理模具以及一些精密耐蝕模具需要通過時效來(lái)提高模具硬度(dù),以上幾類模具都要求模(mó)具具有特殊(shū)性能。而各類不鏽鋼正(zhèng)是具有以上性能(néng)並能滿足以上需要,從而解決了操作中的難題。
根據模具的工作條件,選擇了幾種不同類型的不鏽鋼,並簡要的(de)介紹了其(qí)熱處理工藝。
下麵我們(men)就(jiù)逐一探討下:
一、馬氏體不鏽鋼的應用
在具有化學腐蝕性環(huán)境中工作的模具,必(bì)須具(jù)有耐腐蝕性,而且(qiě)還要求(qiú)具有一定的硬度、強度和耐磨性能等。這類(lèi)要求高(gāo)硬度的(de)模具一般選用馬氏體(tǐ)不鏽鋼製造,常用的馬氏體不鏽鋼有:2Cr13、3Cr13、4Cr13、3Cr17Mo、9Cr18、9Cr18Mo、Cr14Mo4V、1Cr17Ni2等。下麵根據硬度的要求介紹了(le)幾種不鏽鋼(gāng):
(1)中碳高鉻耐蝕馬氏體不鏽鋼應用
這類(lèi)鋼要求硬度在50—55HRC左右。典型的不(bú)鏽鋼為4Cr13,該鋼為中碳馬氏體不鏽鋼,熱處理(lǐ)後有較高的硬度和耐(nài)磨性,且抗大氣和水(shuǐ)蒸汽腐蝕,可用於製造要求具有一定(dìng)耐蝕性能的塑料模具。該鋼的淬火溫度一般選擇1050℃,該鋼淬透性好,對(duì)於小型(xíng)塑料模具,淬火時可用(yòng)空氣冷卻,以減少模具的(de)熱處理變形;而對於尺寸較大的模具可采(cǎi)用油淬,淬火後的模(mó)具一般采用200-300℃回火,回火後硬度為50—53HRC。適宜製造承包商(shāng)負荷、高耐磨及腐蝕介質作用下的塑料製品的模具,例如304不鏽鋼六角(jiǎo)棒。
(2)高碳高鉻性(xìng)不(bú)鏽鋼應用
對於要求較高硬度、較高耐磨性的耐蝕塑料模具(jù)可選擇高(gāo)碳高鉻型不鏽鋼,如9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14MoV等。以(yǐ)Cr14MoV為(wéi)例,其含碳量為1.0%—1.15%,該鋼具有較好的淬透性,淬火溫度一般選擇為1100—1120℃油冷,硬度大(dà)於或等(děng)於(yú)58 HRC,回火溫度(dù)為500℃,保溫2h,回火4次,其硬度大於或等於60 HRC。該鋼具有高硬度、高耐磨性和良好的耐腐(fǔ)蝕性,高溫硬度也較高,適宜製造在腐(fǔ)蝕介質作用下承受高負荷、高耐磨的塑料模具。
(3)低碳鉻鎳型耐蝕不鏽(xiù)鋼的應用
1Cr17Ni2鋼屬於馬氏體型不鏽鋼耐酸鋼(gāng),對於氧酸類(一定溫度、濃度的硝酸,大部分的有機酸)以及鹽類的水溶液有良好的耐蝕性;該鋼有(yǒu)較高的強度和(hé)適(shì)宜的硬度,乃是性能比4Cr13鋼好,因此要求耐蝕性能高的塑(sù)料模具,仍然(rán)有一部(bù)分(fèn)采用該(gāi)型號(hào)的不鏽鋼製(zhì)造。
1Cr17Ni2鋼淬火溫度範圍為950—1050℃油(yóu)冷。淬火後低溫回火或高溫回火性能均有較好的(de)耐腐蝕,淬火後經200—300℃回火,鋼的硬度為38—40HRC,如通過冷處理(lǐ),可使奧氏體繼續轉化為馬氏體,硬度可提高到42—48HRC,鋼的強度、硬度(dù)較高,耐磨性好,而且(qiě)有較高的耐腐蝕(shí)性能。回火溫度在600—700℃,鋼的基本(běn)組(zǔ)織為回(huí)火索氏體,具有較好的強度和韌度配合,而且也(yě)有較高的耐蝕性能。該類鋼還可以通過滲氮處理,提高(gāo)耐磨性、抗咬合能力和模具的使用壽命。
1Cr17Ni2鋼主要(yào)用於耐(nài)腐蝕、高精度的塑料模具。
二、 馬(mǎ)氏體不鏽鋼模具在熱處(chù)理過程中會產生變形,這是(shì)模具熱處理三大難題之一(變形、開裂、淬硬),如何既保持模具的(de)加(jiā)工精度,又使模具具有較高硬度(dù)。對於複雜、精密、長壽命麵臨的一個重要課題,國內研製和發展了一係列的(de)沉澱硬化(huà)不鏽(xiù)鋼解決了這道難題,常用的此類不鏽鋼有:0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17NiAl、0Cr12Ni4Mn、0Cr15Ni7Mo4Al、1Cr14Co13Mo5V、5Mo3Al等。316不鏽(xiù)鋼扁鋼
例如0Cr17Ni4Cu4Nb是一種馬氏體沉澱硬化不鏽鋼,因含碳量低(dī),耐腐蝕性優於馬氏體不鏽鋼,而接近於奧(ào)氏體不鏽鋼。該(gāi)鋼熱處理工藝簡單,固溶溫(wēn)度為1040℃,水冷,熱處(chù)理後可獲得單一板條狀馬氏體,硬(yìng)度為(wéi)32—34HRC,具有良好的切(qiē)削加工性(xìng)能,便於模具的硬度可達到(dào)40HRC,由於溫度較低,模具變(biàn)形較(jiào)小,硬度和強度皆(jiē)有提高,同時獲得綜合(hé)的力學性能。為了提高模具的表麵硬度和耐磨性,該類鋼(gāng)製模具可采用離子氮化表麵處理,表麵硬度可達900HV以(yǐ)上(shàng),大大延長了模(mó)具的使用壽命。
沉澱硬化型不鏽鋼主要用於製造耐(nài)腐蝕、高精度的塑料模具。
三(sān)、奧氏(shì)體(tǐ)不鏽鋼在熱作模具上的應用
今年(nián)來為了滿足耐高溫(wēn)、耐蝕、抗氧化要(yào)求而引入的奧氏體不鏽鋼作為熱作模具材料已經逐步獲得了廣泛的應用。這類鋼(gāng)一(yī)般(bān)都含有Ni、Mn等奧氏體(tǐ)形(xíng)成元素,同時(shí)加入一定量的C、Cr等元素(sù),從而使得奧氏體變(biàn)形更加穩(wěn)定,且始(shǐ)終保持奧氏體組織,其中0Cr14Ni25Co2V、4Cr14Ni14W2Mo鋼屬於鉻鎳係奧(ào)氏體不鏽鋼,其優點是組織(zhī)比較穩定,在加熱和冷卻過程中均不發生相變,具有很(hěn)高的(de)高溫(wēn)強度和耐熱(rè)性。缺點是線脹係數大,導熱性(xìng)差(chà),降低了鋼的熱疲勞性能,不適宜作為強烈水冷的模具材料。
4Cr14Ni14W2Mo鋼在650℃以下有良好的機械(xiè)性能;在600—800℃時,易因強烈的時效而強化;在800℃以下耐熱不(bú)起皮;在900℃以下耐(nài)氣體腐蝕能力高。該鋼熱處理工藝為:固溶溫度1000—1100℃水冷(lěng),組(zǔ)織為奧氏體(tǐ);時效處理溫度為750℃,空(kōng)冷,組織為(wéi)奧氏體。
4Cr14Ni14W2Mo鋼抗氧化性(xìng)好,可以蠕變成形模、強腐蝕性的玻璃成(chéng)形模以及壓鑄用(yòng)型芯等熱作(zuò)模具。





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