在機電或(huò)工業等行業的人士(shì)都知道,過(guò)去(qù),不鏽鋼(gāng)材在化工、航天、航空、原子能以及民用工業(yè)應(yīng)用較多,在模具製造中應用較少(shǎo),但是由於模具工(gōng)業的發展,模具工作(zuò)的環境對模具材料的性能要求越來越高,在操作具有化(huà)學腐蝕的(de)塑料為原料(liào)的塑料製品時,模具必須具有防腐蝕性能;在強磁場中工作的模(mó)具不應產生感應;一些耐高溫、耐蝕、抗氧化性的熱處理模具以及一(yī)些精密耐蝕模具需要通過時效來提高模具硬(yìng)度,以上幾類模具都要求模具具有特(tè)殊性能。而各(gè)類不鏽鋼正是具有以上性能並能滿足以(yǐ)上需要,從而解決了(le)操作中的難題。
根據(jù)模具的工作條件,選擇(zé)了幾種不同類型的不鏽鋼,並簡要的(de)介紹了其熱處理工藝。
下麵我們就逐一探討下:
一、馬氏體不鏽鋼的應用
在具(jù)有化學腐蝕性環境中工作的模具,必須具有耐腐蝕性(xìng),而且還要求具有一定的硬(yìng)度、強度(dù)和耐磨性能等。這類要(yào)求高硬度的模具一般選用馬氏體不鏽鋼製造,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(de)要求介紹了幾種不鏽鋼:
(1)中碳高(gāo)鉻耐蝕馬氏體不鏽鋼應用
這類鋼要求硬度在50—55HRC左右。典型的不鏽鋼為4Cr13,該鋼為中碳馬氏體不鏽鋼,熱處(chù)理後有較高的硬度和耐磨性,且抗大氣和水蒸汽腐蝕,可用於(yú)製造要求具有一定耐蝕性能的(de)塑料(liào)模具。該鋼的淬火溫度一(yī)般選擇1050℃,該鋼淬透(tòu)性好,對於小型塑料模具,淬火(huǒ)時可用空氣冷卻,以減少模具的熱處理變(biàn)形;而對於尺寸較大的(de)模具可(kě)采用油淬,淬火(huǒ)後(hòu)的模具一般(bān)采用200-300℃回火,回火(huǒ)後硬度為50—53HRC。適宜製造承包商負荷、高耐磨及腐蝕介質作用下的塑料製品(pǐn)的(de)模具,例(lì)如304不鏽鋼六角(jiǎo)棒。
(2)高碳高鉻性不鏽鋼應用
對於要求較高硬度、較高耐磨性的耐蝕塑料模具可選擇高碳高鉻型不鏽鋼,如(rú)9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14MoV等。以Cr14MoV為例,其含碳量為1.0%—1.15%,該鋼具有較好(hǎo)的(de)淬透性,淬火(huǒ)溫度一般選擇為1100—1120℃油冷,硬度(dù)大於或(huò)等於58 HRC,回火溫度(dù)為500℃,保溫2h,回火4次,其硬度(dù)大於或等於60 HRC。該鋼具有高硬度、高耐磨性和良好的耐腐蝕性,高溫硬度(dù)也較高,適宜製造在腐蝕介質作用下承受高負荷、高耐磨(mó)的塑料模具。
(3)低碳(tàn)鉻鎳型耐蝕不鏽鋼的應用
1Cr17Ni2鋼屬於馬氏體型不鏽鋼耐酸鋼,對於氧酸類(一(yī)定溫度、濃(nóng)度的(de)硝酸,大部分的有機酸(suān))以及鹽類的水(shuǐ)溶液有良好的耐蝕性;該鋼有較高的(de)強度和適宜的硬度,乃是性(xìng)能比4Cr13鋼好,因此要求耐蝕性能高的塑料模具,仍然有一部分采用該型號的不鏽鋼製造。
1Cr17Ni2鋼淬火溫(wēn)度範圍為950—1050℃油冷。淬火後低溫回火或高溫回火性能均有較好的耐腐(fǔ)蝕,淬火後經200—300℃回火,鋼(gāng)的硬(yìng)度(dù)為38—40HRC,如通過冷處理,可使奧氏體繼續轉化為馬氏體,硬度可提高到42—48HRC,鋼的(de)強(qiáng)度、硬度較高,耐磨性好,而且有較高的耐腐蝕性能(néng)。回火溫度在(zài)600—700℃,鋼的基本組織為回火索氏體,具有較好的強度和韌度配合(hé),而且也有較高的(de)耐(nài)蝕性能。該類鋼還可以通過滲氮處理,提高耐磨性、抗咬合能力(lì)和模具的使用(yòng)壽命。
1Cr17Ni2鋼主要用(yòng)於耐腐蝕(shí)、高精度的塑料模具(jù)。
二、 馬氏體不(bú)鏽鋼模具在熱處理過程中會產生變形,這是模具熱處理三大難題之一(變(biàn)形、開裂、淬硬),如何既保持模具的加(jiā)工精度,又使模具具(jù)有(yǒu)較高硬度。對於複雜、精密、長壽命麵臨的(de)一個重要(yào)課(kè)題,國內研製和發展了一係列的沉(chén)澱硬化不鏽鋼解決了這道難題,常用的此類不鏽鋼有:0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17NiAl、0Cr12Ni4Mn、0Cr15Ni7Mo4Al、1Cr14Co13Mo5V、5Mo3Al等。316不鏽鋼扁鋼
例如0Cr17Ni4Cu4Nb是一種馬氏體沉澱硬化不鏽鋼(gāng),因含碳量低,耐腐蝕性優於馬氏體不鏽鋼,而接近於奧氏體不鏽鋼(gāng)。該鋼熱處理(lǐ)工藝簡單,固溶溫度為1040℃,水冷,熱(rè)處理後可獲得單一板條狀馬氏體,硬度為32—34HRC,具有良好的切削加工性能,便於模具的(de)硬度可(kě)達到40HRC,由於溫度較低,模具變形較小,硬(yìng)度和強度皆有提高,同時(shí)獲得綜合的力學性能。為了提高模具的表麵硬度和耐(nài)磨性,該類鋼製(zhì)模具可采用離子氮化表麵處理,表麵(miàn)硬度可達(dá)900HV以上(shàng),大大延長了模具的使(shǐ)用壽命。
沉澱硬化型不鏽鋼主要用於製(zhì)造耐腐蝕、高精度的塑料模具。
三、奧氏體不鏽(xiù)鋼在熱作模具上的應用
今年來為了滿足耐高溫、耐蝕、抗氧化要求而引入的奧氏體不鏽鋼作為熱作模具材料已經逐步(bù)獲得了廣泛(fàn)的應用。這類鋼(gāng)一般都(dōu)含有Ni、Mn等(děng)奧氏體形成元素,同時加入一定量的C、Cr等元素,從而使得奧(ào)氏體變形更加(jiā)穩定,且始終(zhōng)保持奧氏體組織(zhī),其中0Cr14Ni25Co2V、4Cr14Ni14W2Mo鋼屬於(yú)鉻鎳係奧氏體不鏽鋼,其(qí)優點是(shì)組織比較穩(wěn)定,在加熱和冷卻過程中均不(bú)發生相變,具有很高(gāo)的高溫強度和耐熱性。缺(quē)點是線(xiàn)脹係數(shù)大,導熱性差,降低了鋼的熱疲勞性(xìng)能,不適宜作為強烈水(shuǐ)冷的模具材料(liào)。
4Cr14Ni14W2Mo鋼在(zài)650℃以下(xià)有良好的機(jī)械(xiè)性(xìng)能(néng);在600—800℃時,易因強烈的時效而(ér)強化;在(zài)800℃以下耐熱不起皮(pí);在900℃以下耐氣體腐蝕能(néng)力高。該鋼熱處(chù)理工藝為:固溶溫度1000—1100℃水冷,組織(zhī)為奧氏體;時效處理溫度為(wéi)750℃,空冷,組織(zhī)為奧氏體。
4Cr14Ni14W2Mo鋼抗氧化性好,可以蠕變成形模、強腐蝕性的玻璃成形模以及(jí)壓鑄用型芯等熱作模具(jù)。





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