寶山鋼鐵股份有限公司(簡(jiǎn)稱“寶鋼股份”)是中國(guó)最大、最現(xiàn)代化的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。寶鋼股份以其誠(chéng)信、人才、創(chuàng)新、管理、技術(shù)諸方面綜合...
一、低碳馬氏體在模具鋼中的應(yīng)用
低碳馬氏體在塑料模具中的應(yīng)用
1、低碳馬氏體滲碳型塑料模具鋼
低碳鋼、低碳合金鋼模具在成形后進(jìn)行滲碳、淬火和低溫回火,使模具表面得到高碳細(xì)針狀回火馬氏體+顆粒狀碳化物+少量殘留奧氏體,心部組織主要為低碳馬氏體。從而保證了模具表面具有高硬度(58HRC~62HRC)、高耐磨性,而心部具有較高的強(qiáng)韌性(30HRC~45HRC),用于制造各種要求耐磨性良好、形狀復(fù)雜、承受載荷較高的塑料成形模具。
2、超低碳冷擠壓成型塑料模具鋼
國(guó)外廣泛應(yīng)用超低碳鋼冷擠壓成型工藝方法制造塑料模具。由于需要冷擠壓成型,除碳含量較低外,經(jīng)軟化退火后,硬度較低(≤160HBS,擠壓復(fù)雜型腔時(shí)≤130HBS),特別適合于冷塑性變形。這類鋼在冷擠壓成型后進(jìn)行滲碳、淬火、回火。因此具有生產(chǎn)效率高、制造周期短、模具精度高等優(yōu)點(diǎn)。典型的鋼種有美國(guó)P系列低碳模具鋼、德國(guó)X6CrMo4鋼(≤0.07%C,質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)和國(guó)產(chǎn)LJ-08Cr3NiMoV鋼(≤0.08%C)。
3、低碳馬氏體鋼(≤0.25%C)強(qiáng)韌性型塑料模具鋼
低碳馬氏體鋼包括低碳碳素鋼和低碳合金鋼經(jīng)低碳馬氏體強(qiáng)烈淬火處理后,得到強(qiáng)韌性較高的低碳馬氏體組織,代替中碳鋼調(diào)質(zhì)處理或低碳鋼滲碳、滲氮處理,適用制造各種塑料模具,可顯著縮短模具制造周期,降低制造成本,提高使用壽命,在塑料模具熱處理中廣泛應(yīng)用。
4、低碳馬氏體時(shí)效硬化型塑料模具鋼
(1)低碳馬氏體時(shí)效硬化鋼
該鋼具有較高的屈強(qiáng)比,良好的切削加工和焊接性能和熱處理工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。典型鋼種是超低碳18Ni鋼系列(≤0.03%C),由于18Ni鋼價(jià)格昂貴,在國(guó)內(nèi)很少使用。近年來(lái)開(kāi)發(fā)的06Ni6CrMoVTiAl(簡(jiǎn)稱06鋼,≤0.06%C),屬低鎳、低碳馬氏體時(shí)效硬化鋼。該鋼經(jīng)800℃~880℃加熱,水或油冷卻固溶處理,(500~540)℃×(4~8)h時(shí)效處理后的組織為低碳馬氏體+析出強(qiáng)化相Ni3Al、Ni3Ti、TiC和TiN,硬度為42HRC~45HRC,屈服強(qiáng)度1100MPa~1400MPa。06鋼通常用來(lái)制作的收錄機(jī)磁帶盒模具,其平均壽命>110萬(wàn)件,是一種有發(fā)展前途的鋼種。
(2)國(guó)產(chǎn)低碳馬氏體析出(沉淀)硬化鋼
典型鋼種為25CrNi3MoAl和10Ni3MnCuAl(簡(jiǎn)稱PMS),適用于制作對(duì)變形率要求<0.05%,鏡面要求或表面要求光刻花紋工藝的精密鏡面塑料模具。其中25CrNi3MoAl鋼經(jīng)830℃固溶處理后,硬度可達(dá)50HRC,540℃×4h時(shí)效處理后,硬度為39HRC~42HRC;PMS鋼經(jīng)870℃×1h固溶處理,510℃×4h時(shí)效處理后金相組織為低碳馬氏體基體上彌散分布大量細(xì)小金屬間化合物,其硬度為40HRC~43HRC,抗拉強(qiáng)度為1000MPa~1300MPa。
5、低碳馬氏體耐蝕型塑料模具鋼
(1)低碳馬氏體不銹鋼
主要鋼種為2Cr13鋼(0.16%~0.25%C)和1Cr17Ni2鋼(0.11%~0.17%C),適用于制造在腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具,透明塑料制品模具。
(2)低碳馬氏體析出(沉淀)硬化型不銹鋼
典型鋼種為國(guó)產(chǎn)07Cr16Ni4Cu3Nb鋼(≤0.07%C,簡(jiǎn)稱CR),該鋼經(jīng)1050℃淬火后獲得單一的低碳馬氏體組織,硬度為32HRC~35HRC,可以直接進(jìn)行切削加工;經(jīng)460℃~480℃時(shí)效處理后,硬度為42HRC~44HRC,良好的力學(xué)性能和抗蝕性。例如聚三氟氯乙烯閥門蓋模具,原采用45鋼鍍鉻處理模具,使用壽命為1000~4000件,后改用低碳馬氏體PCR鋼,壽命可達(dá)10000~20000件。