冷作模具鋼含碳量,時效硬化塑料模具鋼的特性

　　冷作模具鋼含碳量,對于復雜、精密、長壽命的塑料模具，模具材料在使用狀態下必須具有較高的綜合力學性能，因此必須采用最終熱處理。但如果采用一般的最終熱處理工藝，模具會因熱處理而變形，模具的精度很難達到要求。然而，時效硬化的塑料模具鋼在固溶處理后(一般為28 - 34HRC)變軟，可以切割。冷加工成形后，時效處理可獲得較高的綜合力學性能，時效熱處理變形很小。而且這種鋼一般具有良好的焊接性和滲氮的優點，適用于制造復雜、精密、長壽命的塑料模具。

　　時效硬化塑料模具鋼主要包括兩種類型，即馬氏體時效鋼和沉淀硬化型鋼，分別描述如下:

　　馬氏體時效鋼

　　自1959年馬氏體時效鋼出現以來，由于其高強度/密度比、良好的可加工性和焊接性以及簡單的熱處理制度，這種鋼一直受到航空工業的高度重視并得到迅速發展。最典型的鋼種是I8Ni馬氏體時效鋼，其屈服強度等級為1400-3500 MPa，典型的鋼種有18ni (200)、18m (250)、18ni (300)、18ni (350)、06ni6crmovtia1等。就模具而言，所需鋼材的性能低于航空工業，對冶金質量和性能的要求可以適當降低。為此，開發了一些低鉆、不鉆、低鎳的馬氏體時效鋼，如06Ni6C、MoVTiAl鋼，大大降低了鋼材成本。

　　馬氏體鋼是一種不同于常規鋼的超高強度鋼，由于含碳量的原因沒有得到強化。這種鋼是在碳含量很低的馬氏體基體時效硬化時，由于金屬間化合物的析出而強化的，強度與淬透性無關。事實上，碳是馬氏體時效鋼中的一種雜質，應該盡可能保持在低水平。馬氏體鋼在冷卻時將奧氏體轉變為馬氏體，在達到M溫度并形成馬氏體之前沒有相變。即使大工件冷卻緩慢，也只會產生馬氏體，不會缺少大尺寸截面的磁導率。

　　馬氏體時效鋼的熱處理工藝

　　馬氏體時效鋼固溶處理后的硬度很低，一般在28HRC左右?？梢郧懈?，但低時效溫度對模具表面質量影響不大。

　　(18ni ke級

　　這種鋼相當于日本MASI鋼，屬于低碳馬氏體時效鋼。經固溶處理和時效處理后，強度和韌性高，耐蝕性好，時效變形小。主要用于制作高精度、超鏡面、復雜型腔、大截面、大批量生產的塑料模具。然而，這種鋼鎳含量高，價格高，應用有限。

　　(2) 25CRNi3MOA1鋼

　　這種鋼是我國開發的一種低鎳時效鋼，相當于日本的N3M，適用于制作各種塑料模具。在一般精密塑料模具中使用時，可采用以下熱處理工藝:880℃加熱空冷或水冷淬火，8000℃回火，48-SOHRC口回火4 - 6h，然后22-23HRCo回火，各種加工順利進行。成型后，在520-540℃時效6-8小時，然后空冷，硬度提高到39-42HRC，變形量很小，變形速率約為1。. 039腸。最后，研磨模腔?；蛘邟伖饣蛭g刻圖案。再次組裝使用。

　　用于制造高精度塑料模具時，熱處理工藝與普通精密塑料模具相同。但為了進一步減少時效變形，模具半加工后應進行去應力回火，即加熱至650℃1小時，消除粗加工和半精加工時產生的應力，再進行微加工。經此處理后，時效變形率僅為0。01Y-0。02c。

　　該鋼不僅具有良好的鏡面加工性、優異的圖形刻蝕性能和清晰均勻的光刻圖形，而且滲氮后表面硬度大于1100 H V。

　　這種鋼也可以用來制造冷擠壓模腔的塑料成型模具。冷擠壓成型是指模具毛坯經高溫淬火、回火、軟化后，通過冷擠壓形成模腔，然后進行真空時效處理或滲氮處理。

　　(3)06ni6crmovita1(06ND)鋼

　　這種鋼屬于低鎳馬氏體時效鋼，價格比18Ni鋼低很多。這種鋼的突出優點是熱處理后變形小，時效處理后變形率僅為。. 02%-0.05%，這是高碳鋼和易切削無法企及的。鋼的縱向和橫向變形速率相似，固溶處理后的硬度為25-28HRC。在這個硬度下，切削性能和拋光性能都很好。經過裝配工加工、修理和拋光后，就老化了。時效后硬度為43-48HRC，變形率為0.05%，具有良好的綜合力學性能和一定的耐蝕性，以及良好的滲氮、鍍鉻和焊接工藝性。

　　這種鋼的鍛造加熱溫度是110℃。1150伏，終鍛溫度>-850℃，鍛后空冷。固溶處理的加熱溫度為800-880℃，保溫1-2h，可采用油冷或風冷。時效處理溫度為500^-5400C，時效時間為4-Sh。

　　這種鋼適用于制造高精度的精密塑料模具，必須硬化()40HRC)，使用壽命比調質鋼和碳素工具鋼提高2倍以上。例如，錄音機磁帶盒模具的平均壽命可達110萬次以上。