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渗碳型塑料模具用钢介绍

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发表于 2010-9-12 09:19:14 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  渗碳型塑料模具用钢主要用于冷挤压成形的塑料模。为了便于冷挤压成形,这类钢在退火态须有高的塑性和低的变形抗力,因此,对这类钢要求有低的或超低的含碳量,为了提高模具的耐磨性,这类钢在冷挤压成形后一般都进行渗碳和淬回火处理,表面硬度可达58~62HRC。

8 j0 j1 C- f# [ ' K x# c4 G7 S# S1 g2 a! l

  此类钢国外有专用钢种,如瑞典的8416、美国的P2和P4等。国内常采用工业纯铁(如DT1和DT2)、20、20Cr、12CrNi3A和12Cr2Ni4A钢,以及国内最新研制的冷成形专用钢0Cr4NiMoV(LJ)。现介绍两个典型钢种。

& t+ S2 ?9 L* [$ G0 E5 e3 p E + P$ c) H9 @' |, e

  (一)0Cr4NiMoV(LJ)钢

8 W G) S2 O( d8 X$ @' p1 }& T1 N6 O" C: Q. D! k. |' J, D0 j; |

  1.化学成分:表3-3是LJ钢的化学成分。

: T) g- s/ i3 X 9 o- l" U, c! c# |# F

  表3-3 LJ钢的化学成分(质量分数)(%)

4 E9 ]# ^! H2 C8 z9 S, k' G+ x5 ` 0 q; s$ c- J- s: T2 B

  C Mn Si Cr Ni Mo V

9 o: x& O& N% \; B# s* q5 T ' A1 \2 }9 m) D6 z4 d# k& T' I) F

  ≤0.08 <0.3 <0.2 3.6~4.2 0.3~0.7 0.2~0.6 0.08~0.15

8 m: r% a% O$ b+ i: f5 y$ n % Q4 V& x$ ]! h( y$ ~9 }

  该钢含碳量很低,因而塑性优异、变形抗力低。钢中主加元素为铬,辅加元素为镍、钼、钒等,合金元素的主要作用是提高淬透性和渗碳能力,增加渗碳层的硬度和耐磨性以及心部的强韧性。

8 {5 t( X/ \2 A( ^7 S, f6 @) R# S0 ~$ z8 g. _& t) C) |1 C

  2.工艺性能:LJ钢具有良好的锻造性能和热处理工艺性。

4 Y) K3 p* W9 Z: z6 m7 l ( p1 B: p/ E% N7 K6 c7 y% {

  锻造工艺:加热温度1230℃,始锻温度1200℃,终锻温度900℃。

4 z8 L8 J$ d# I" O) q+ e# w- ~- C* I5 W) a e3 L8 z

  退火工艺:加热880℃,保温2h,随炉缓冷至(冷速约40℃/h)650℃后出炉空冷,退火硬度100~105HBS,可顺利地进行冷挤压成形。

5 O5 p( m5 D! v" \' f: O7 V H" d9 x7 R$ Y

  固体渗碳工艺:加热930℃×(6~8)h,渗后在850~870℃油淬,再进行200~220℃×2h的低温回火,热处理后表面硬度58~60HRC,心部硬度为27~29HRC,热处理变形微小。LJ钢渗碳速度快,渗层深度比20钢深一倍。

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  3.实际应用:LJ钢冷成形性与工业纯铁相近,用冷挤压法成形的模具型腔轮廓清晰、光洁、精度高。LJ钢主要用来替代10、20钢及工业纯铁等冷挤压成形的精密塑料模。由于渗碳淬硬层较深,基体硬度高,不会出现型腔表面塌陷和内壁咬伤现象,使用效果良好。

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  (二)12CrNi3A钢

( O, _9 g* G; p: U * ]8 E) q* j# @( I& f+ X

  1.化学成分:12CrNi3A钢是传统的中淬透性合金渗碳钢,其成分见表3-4。该钢含碳量较低,加入镍、铬合金元素,以提高钢的淬透性和渗碳层的强韧性,尤其是镍,在产生固溶强化的同时,明显增加钢的塑韧性。与其它冷成形塑料模具钢相比,该钢的冷成形性属于中等。

5 n5 Z2 D3 y+ r$ n, ] 8 T0 }1 s* {& N& q, N) V( ?

  表3-4 12CrNi3A钢的化学成分(质量分数) (%)

& a) g" R8 g3 ~- e/ }8 [0 ^4 S5 M8 L

  C Si Mn Cr Ni P、S

: H( i# W+ G1 T: z# u' h " A' z+ Y' X2 M

  0.09~0.16 0.17~0.37 0.30~0.60 0.60~0.90 2.75~3.25 ≤0.025

2 f% C& }- U) P% b$ G# U" G; { 3 I+ C$ z- Y7 @ B' Z7 E! X* F1 L' {

  2.工艺性能:锻造加热温度为1200℃,始锻温度1150℃,终锻温度大于850℃,锻后缓冷,锻后必须软化退火。

! G2 d& k P+ ^$ N$ o2 T" @ : V9 J% s& i' f7 C {: ~

  退火工艺:740~760℃加热,保温4~6h后以5~10℃/h的速度缓冷至600℃,再炉冷至室温,退火后的硬度<160HBS,适于冷挤压成形。

8 w8 b3 V# h o# q$ e8 o5 [- s* T, i1 ~9 ^- M1 z( O$ p( z3 y

  正火工艺:870~900℃加热并保温3~4h后空冷,正火后硬度≤229HBS,切削加工性良好。

% b( r) |( S5 _' X2 O 6 \! w) F2 g4 i" z8 P

  12CrNi3A钢采用气体渗碳工艺时,加热温度为900~920℃保温6~7h,可获得0.9~1.0mm的渗碳层,渗碳后预冷至800~850℃直接油淬或空冷,淬火后表层硬度可达56~62HRC,心部硬度为250~380HBS,变形微小。

7 E. `& T7 p9 _2 n" J 5 S, M3 @1 i. L& G* l3 r* w# j6 y

  3.实际应用:12CrNi3A钢主要用于冷挤压成形的形状复杂的浅型腔塑料模具。也可用来制造大、中型切削加工成形的塑料模具,为了改善切削加工性,模坯须经正火处理。 【MechNet】

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