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      滲碳型塑料模具用鋼的熱處理
      發布時間:2018-03-22   作者:濰坊豐東   已閱讀:253次

      滲碳型塑料模具用鋼主要用于冷擠壓成型的塑料模。為了便于冷擠壓成型,這類鋼在退火態須有高的塑性和低的變形抗力,因此,對這類鋼要求有低的或超低的含碳量,為了提高模具的耐磨性,這類鋼在冷擠壓成型后一般都進行滲碳和淬回火處理,表面硬度可達58~62HRC。此類鋼國外有專用鋼種,如瑞典的8416、美國的P2和P4等。國內常采用工業純鐵(如DT1和DT2)、20、20Cr、12CrNi3A和12Cr2Ni4A鋼,以及國內最新研制的冷成型專用鋼IJJ。

      (1) LJ鋼

      1)化學成分。表4-10是LJ鋼的化學成分。

      表1    LJ鋼的化學成分(質量分數,%)

      C

      Mn

      Si

      Cr

      Ni

      Mo

      V

      ≤0. 08

      ≤0.3

      ≤0.2

      3.6~4.2

      0.3~0.7

      0.2~0.6

      0.08~0.15

      該鋼含碳量很低,因而塑性優異、變形抗力低。鋼中主加元素為鉻,輔加元素為鎳、鉬、釩等,合金元素的主要作用是提高淬透性和滲碳能力,增加滲碳層的硬度和耐磨性以及心部的強韌性。

      2)工藝性能。LJ鋼具有良好的可鍛性和熱處理工藝性。①鍛造工藝:加熱溫度1230℃,始鍛溫度1200℃,終鍛溫度900CC;②退火工藝:加熱880℃,保溫2h,隨爐緩冷至(冷速約40℃/h)650℃后出爐空冷,退火硬度100~105HBW,可順利地進行冷擠壓成型;③固體滲碳工藝:加熱930℃×(6~8)h,滲后在850~870℃油淬,再進行200~220℃×2h的低溫回火,熱處理后表面硬度58~60HRC,心部硬度為27~29HRC,熱處理變形微小。U鋼滲碳速度快,滲層深度比20鋼深一倍。

      3)實際應用。LJ鋼冷成型性與工業純鐵相近,用冷擠壓法成型的模具型腔輪廓清晰、光潔、精度高。LJ鋼主要用來替代10、20鋼及工業純鐵等冷擠壓成型的精密塑料模。由于滲碳淬硬層較深,基體硬度高,不會出現型腔表面塌陷和內壁咬傷現象,使用效果良好。

      (2) 12CrNi3A鋼

      1)化學成分。12CrNi3A鋼是傳統的中淬透性合金滲碳鋼,其成分見表4-11。

      該鋼含碳量較低,加入鎳、鉻合金元素,以提高鋼的淬透性和滲碳層的強韌性,尤其是鎳,在產生固溶強化的同時,明顯增加鋼的塑韌性。與其他冷成型塑料模具鋼相比,該鋼的冷成型性屬于中等。

      表2  12CrNBA鋼的化學成分(質量分數,%)

      C

      Si

      Mn

      Cr

      Ni

      P、S

      0.09~0.16

      0.17~0.37

      0.30~0.60

      0.60~0.90

      2.75~3.25

      ≤0.025

      2)工藝性能。①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,且必須施行軟化退火;②退火工藝:740~760℃加熱,保溫4~6h后以5~10℃/h的速度緩冷至600℃,再爐冷至室溫,退火后的硬度< 160HBW,適用于冷擠壓成型;③正火工藝:870~ 900℃加熱并保溫3~4h后空冷,正火后硬度≤229HBW,可加工性良好。

      12CrNi3A鋼采用氣體滲碳工藝時,加熱溫度為900~920℃保溫6~7h,可獲得0.9~1. 0mm的滲碳層,滲碳后預冷至800~ 850℃直接油淬或空冷,淬火后表層硬度可達56~ 62HRC,心部硬度為250~ 380HBW,變形微小。

      3)實際應用。12CrNi3A鋼主要用于冷擠壓成型的形狀復雜的淺型腔塑料模具。也可用來制造大、中型切削加工成型的塑料模具,為了改善可加工性,模坯須經正火處理。



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