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　　(滲碳型)塑料模具鋼的用途及性能

　　

　　滲碳型塑料模具鋼：碳素滲碳鋼和合金滲碳鋼

　　

　　主要特點：⑴、表面具有高硬度和耐磨性；⑵、心部具有較好的強韌性；⑶、較好的拋光性能。

　　

　　主要優點：滲碳鋼中碳的質量分數一般在0.1%～0.25%范圍內，退火后硬度較低，具有良好的切削加工性；

　　

　　另一個優點是塑性好，變形抗力小，冷加工硬化效應小，可采用冷擠壓成形法制造模具，而無須切削加工，對大批量生產同一形狀的模具是很有利的，它可縮短模具的制造周期、降低成本，而且模具的互換性好。

　　

　　缺點：熱處理工藝復雜，變形較大。

　　

　　常用滲碳型塑料模具鋼的化學成分：C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo。

　　

　　滲碳型塑料模具鋼的熱處理：

　　

　　滲碳淬火（直接淬火<節能>、一次淬火、二次淬火）、低溫回火（通常為200℃左右）

　　

　　熱處理目的：使模具獲得高的硬度、強度，一定的塑、韌性，保證了模具的使用性能，提高模具的壽命。滲碳后一般應先緩冷，然后進行一次淬火。淬火溫度應根據需要進行選擇，通?？刂圃?10~850℃之間，使模具表面和心部組織同時得到改善。

　　

　　10、20

　　

　　10、20鋼是成分最簡單、價格最便宜的滲碳鋼。滲碳后，表面高的硬度和耐磨性，因淬透性差，淬火后心部強度很低、適宜要求載荷小、強度低的模具。鋼中碳含量及合金元素含量提高，淬透性將大大提高，合金滲碳鋼的淬透性較高。淬火時可采用較緩和的冷卻介質，從而減小了模具的熱處理變形。常用的合金滲碳鋼牌號有：20Cr、12CrNi2、12CrNi3、12CrNi4和20Cr2Ni4等。

　　

　　CrNi3

　　

　　中淬透性合金滲碳鋼，冷成形性能屬于中等。

　　

　　合金化原則：碳含量降低→有利于冷成形；加入Ni、Cr提高鋼的淬透性和滲碳層的強韌性，尤其是Ni，在固溶強化的同時，提高鋼的塑性。鍛造工藝：加熱溫度為1200℃，始鍛溫度1150℃，終鍛溫度≥850℃，鍛后緩冷。退火工藝為：加熱到740-760℃，保溫4-6h，以5-10℃/h的速度緩冷至600℃，再爐冷至室溫。退火后的硬度≤160HBS便于冷擠壓成形。若切削加工制模，須經正火處理。正火工藝為：加熱到880~900℃，保溫3-4h后空冷。正火硬度≤229HBS，切削加工性能良好。

　　

　　12CrNi3鋼的氣體滲碳工藝：滲碳工藝→900~920℃×6-7h，可獲得0.9~1.0mm的滲碳層。淬火工藝→滲碳后預冷至800~850℃可直接油冷或空冷淬火。淬火后→表層硬度可達56~62HRC，心部硬度為250~380HBS。主要用于冷擠壓成形復雜的淺型腔塑料模具，或用于切削加工成形大、中型塑料模具。

　　

　　20Cr2Ni4

　　

　　高強度合金滲碳鋼，淬透性、強韌性均超過12CrNi3鋼。鍛造工藝：鍛造加熱溫度為1200℃，始鍛溫度1150℃，終鍛溫度大于850℃，鍛后緩冷。晶粒粗化問題：鍛后如出現晶粒粗大，即使經正火及隨后滲碳加熱，在淬火后仍將得到粗大的馬氏體組織。而且，當表面碳含量較高時，還易于在粗大奧氏體晶粒的晶界上形成網狀碳化物。

　　

　　解決措施：①、先在640~670℃回火6h后空冷，消除鍛造后的殘余應力。②、然后以大于20℃/min的速度加熱到880~940℃，空冷。③、再在650~770℃回火，可獲得均勻細小的珠光體和少量鐵索體組織→晶粒細化。④、再滲碳、淬火、回火。

　　

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