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不鏽鋼材在模具中(zhōng)的應用如何

作(zuò)者:網站管理員 時間:2012-06-12 23:51:05 來源:本站原創  點(diǎn)擊:3018次 屬於:行業新聞

  在機電或工業等行業的人士都知道,過(guò)去(qù),不鏽鋼材在化工、航天、航空、原子能以及民(mín)用工業應(yīng)用較多,在模具製造中應用(yòng)較少,但是由於模具工(gōng)業的發展,模具(jù)工作的環境對模具材料的性能要求越來越高,在(zài)操作具有化學腐蝕的塑料為原料的塑料製品時,模具(jù)必須具有防腐蝕性能;在強磁場中工作的模具不應產生感應;一些(xiē)耐高溫、耐蝕、抗氧化性的熱處理(lǐ)模具(jù)以及一些精密耐蝕模具需要通過時效來提(tí)高模(mó)具硬度,以上幾類(lèi)模具都要求模具具有特殊性能。而各類不鏽鋼正是具有以上性能並能(néng)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(zé)了幾種不同類型的不鏽鋼,並簡(jiǎn)要的介紹了(le)其熱處理工藝(yì)。
下麵我們就逐一探討下:
一、馬氏體不鏽(xiù)鋼的應用
在具有化學腐蝕性環境中工作的模具,必須具有耐腐蝕(shí)性,而且還要求具有一定的硬度、強度(dù)和耐磨性能等。這類要求高硬度的模具一(yī)般選用馬氏體不鏽(xiù)鋼製造,常用的馬氏體不鏽鋼有:2Cr13、3Cr13、4Cr13、3Cr17Mo、9Cr18、9Cr18Mo、Cr14Mo4V、1Cr17Ni2等(děng)。下麵根據硬度(dù)的要求介紹了幾種不鏽鋼:
(1)中碳高鉻耐蝕馬氏體不(bú)鏽鋼應用
這類鋼要求硬度在50—55HRC左(zuǒ)右。典型的不鏽鋼(gāng)為4Cr13,該鋼為中碳馬氏體不鏽鋼,熱處理後有較高(gāo)的硬度和耐磨性,且抗大氣和水蒸(zhēng)汽腐蝕,可用於製造要求具有一定耐蝕性能的塑料(liào)模具。該鋼的淬火溫度一(yī)般選擇1050℃,該鋼(gāng)淬透性好,對於小型塑料模(mó)具,淬火時可用空氣冷卻,以減少模具的熱處理變形(xíng);而對於尺寸較大的模具可采用油淬,淬(cuì)火後的模具一般采用200-300℃回火,回(huí)火後硬度為50—53HRC。適宜(yí)製造承包商負荷、高(gāo)耐磨及腐蝕(shí)介質作用下的塑料製品的模具,例如304不鏽(xiù)鋼(gāng)六角(jiǎo)棒
  (2)高碳高(gāo)鉻(gè)性不鏽鋼應用
對於要求較高硬(yìng)度、較高耐磨性的耐(nài)蝕塑料模具(jù)可選擇高碳高鉻(gè)型不鏽鋼,如9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14MoV等(děng)。以Cr14MoV為例,其含碳量為1.0%—1.15%,該鋼(gāng)具有較好的淬透性,淬火溫度一般選擇為1100—1120℃油冷,硬度大於或等於58 HRC,回火溫度為500℃,保溫2h,回火4次,其硬(yìng)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,高溫硬度也較高,適宜製造在(zài)腐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(xíng)耐(nài)蝕(shí)不(bú)鏽鋼的應用
1Cr17Ni2鋼屬於馬氏體型不鏽鋼(gāng)耐酸鋼,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(róng)液有(yǒu)良好的耐蝕性;該鋼有較高的強度和適宜的(de)硬度,乃是性能比4Cr13鋼好(hǎo),因此要求耐(nài)蝕性能高的塑料模具,仍然有一(yī)部分(fèn)采用該型號的不鏽鋼製造。
1Cr17Ni2鋼淬火溫度(dù)範圍為950—1050℃油冷。淬火後(hòu)低溫回火或高溫回火性能(néng)均有較好的(de)耐腐蝕(shí),淬火後經200—300℃回火,鋼的硬度為38—40HRC,如通過冷處理,可使奧氏體繼續轉化(huà)為馬氏體,硬度可提高到42—48HRC,鋼的強度、硬度較高,耐磨性好,而且有較高的耐腐蝕性能。回火(huǒ)溫度在(zài)600—700℃,鋼的基本組織為回火索氏體,具(jù)有較好的強度和韌度配合,而且也有較高的耐蝕性能。該類鋼還(hái)可以通過滲氮處理,提高耐磨性(xìng)、抗咬合能力和模具(jù)的使用壽命。
1Cr17Ni2鋼主要用於耐腐(fǔ)蝕、高精度的(de)塑料模具。


   二、 馬氏體不鏽(xiù)鋼模具在熱處理過(guò)程中(zhōng)會(huì)產生變形,這是模具(jù)熱(rè)處理三大難題之一(變形(xíng)、開裂、淬硬),如何既保持模具的加工精度,又使模具具有較高硬度。對於複雜、精密、長壽命麵臨(lín)的一個重要課題,國內研製(zhì)和發展了一係列的沉澱(diàn)硬化不(bú)鏽鋼解決了這道難(nán)題,常用的此類不鏽鋼有:0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17NiAl、0Cr12Ni4Mn、0Cr15Ni7Mo4Al、1Cr14Co13Mo5V、5Mo3Al等。316不鏽鋼扁(biǎn)鋼
例如0Cr17Ni4Cu4Nb是一種馬氏體沉澱硬化不鏽鋼,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。該鋼(gāng)熱處理工藝簡單,固溶(róng)溫度(dù)為1040℃,水冷,熱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(jiā)工性能,便(biàn)於模具的硬度可達到40HRC,由於溫度較低(dī),模具變形較小,硬度和(hé)強度皆有提高,同時獲得綜合的力學性能。為了提高模具的表麵硬(yìng)度和耐磨性,該類鋼製模具可采用離子氮化表麵處理,表麵硬度可達900HV以上,大大延長了模具(jù)的使用壽命。
沉澱硬化型不(bú)鏽鋼主要用於製造耐腐蝕、高精度(dù)的塑料(liào)模具(jù)。


三、奧氏體不鏽鋼在熱作模具上的應用
          今年(nián)來為了滿足耐高溫、耐蝕、抗氧化要求(qiú)而引(yǐn)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。這類鋼一般都含有Ni、Mn等奧氏體形成元素,同時加入一定量(liàng)的C、Cr等元素,從而使(shǐ)得奧氏體(tǐ)變形更加穩定,且始終保持奧氏體(tǐ)組織,其中0Cr14Ni25Co2V、4Cr14Ni14W2Mo鋼屬(shǔ)於(yú)鉻鎳係(xì)奧氏體不(bú)鏽鋼,其(qí)優(yōu)點是組織比較穩定,在加熱(rè)和冷卻過程中均不發生相變,具有很高的高溫強度和耐熱性。缺點是線脹係數大,導熱性差,降低了鋼的熱疲勞性能,不適(shì)宜作為強烈水冷的模具材料。
4Cr14Ni14W2Mo鋼在650℃以下有良好(hǎo)的機械性能;在600—800℃時,易因強烈的時效而強化(huà);在800℃以下耐熱不(bú)起皮;在900℃以下耐氣體腐蝕能力(lì)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750℃,空冷,組織為奧氏體。
4Cr14Ni14W2Mo鋼抗氧化性(xìng)好,可以蠕變成形模、強腐蝕(shí)性的玻璃成形模(mó)以及壓鑄用型芯等熱作模具(jù)。

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