塑料模具用钢及选用(二).pptVIP

知识回顾 1、塑料模具用钢种类。 ２、渗碳型塑料模具用钢（ＬＪ、 12CrNi3A）。 ３、淬硬型塑料模具用钢 ４、预硬型塑料模具用钢（Ｐ２０系列、 5NiSCa、 8Cr2Mn WMo VS、 SM１） 第二节　塑料模具用钢及选用(二) 4.时效硬化型塑料模具用钢 此类钢的共同特点是含碳量低、合金度较高，经高温淬火(固溶处理)后，钢处于软化 状态，组织为单一的过饱和固溶体。但是将此固溶体进行时效处理，即加热到某一较低温度 并保温一段时间后,固溶体中就会析出细小弥散的金属化合物，从而造成钢的强化和硬化。并 且，这一强化过程引起的尺寸、形状变化极小。因此，采用此类钢制造塑料模具时，可在固 溶处理后进行模具的机械成形加工，然后通过时效处理，使模具获得使用状态的强度和硬度。 这就有效地保证了模具最终尺寸和形状的精度。 此类钢采用真空冶炼或电渣重熔，钢的纯净度高，所以镜面抛光性能和光蚀性能良好,这可以通过镀铬、渗氮、离子束增强沉积等表面处理方法来提高耐磨性 和耐蚀性。 下面介绍几种时效硬化型塑料模具用钢。 (1) 18Ni类钢 这类钢属于低碳马氏体时效钢，其成分和力学性能见下表 。 这类钢的屈服强度有1400MPa， 1700MPa， 2100MPa三个级别，可分别简写为18Ni140 级、18Ni170级和18Ni210级，也分别对应国外的18Ni250级、18Ni300级和18Ni350级。 18Ni马氏体时效钢中起时效硬化作用的合金元素是钛、铝、钴、钼。杂质对马氏体时效 硬化钢的性能影响很大，对屈服强度较高的钢影响效果更明显;所以对170级以上的钢都要 经过真空冶炼，减少杂质、偏析和钢锭中的含气量，以保证钢有较好的韧性和抗疲劳性能。 在18Ni钢中，碳对钢的强度影响很大，即使含极少量碳元素，也会使马氏体强度显著提 高。例如，不含碳的Fe-Ni马氏体屈服强度为300MPa，而加入质量分数为0.02%的碳元素后， 马氏体的屈服强度会急增至700MPa。但若把碳的质量分数增至0.03%以后，又会降低钢的 屈服强度。所以，马氏体时效钢的碳质量分数不宜超过0. 03%。 18Ni钢中的硫元素是有害的。硫以硫化物形式存在于钢内，并沿热轧方向分布，导致钢 的各向异性，因此要求尽量降低18Ni钢中的含硫量。 18Ni中加入大量的镍，主要作用是保证固溶体淬火后能获得单一的马氏体，其次Ni与 Mo作用形成时效强化相Ni3Mo，当镍的质量分数超过10%时，还能提高马氏体时效钢的断裂 韧度。 18Ni类低碳马氏体时效钢主要制造高精度、超镜面、型腔复杂、大截面、大批量生产的 塑料模具。但这类钢价格昂贵，应用受到限制。 (2) 06Ni6CrMoVTiAl (06Ni)钢 此钢属于低镰马氏体时效钢，价格比18Ni类马氏体 时效硬化钢低得多。 06Ni钢的突出优点是热处理变形小，时效处理后的变形量仅为0. 02%~ 0. 05%，井且纵、横方向变形量相近，这是高碳钢和易切削钢所不及的。固溶处理后硬度为 25~28HRC。在此硬度时的切削性能和抛光性能都很好。经过机械加工成形及钳工修理和抛 光后进行时效处理。时效后的硬度为43~48HRC，变形在0.05%之内，此时具有良好的综合 力学性能和一定的耐蚀性能，并且可以渗氮、镀铬。 此种钢制造模具，容易机械加工，热处理工艺简单，操作方便，模具使用寿命长。在 机械加工前，必须经固溶处理，以降低硬度，便于加工。机械加工成型后，再进行时效处理，以达到所要求的使用性能。 该钢适于制造精度 比较高又必须淬硬(40HRC)的精密塑料模具，并可简化模具制造工艺，节约20%~40% 工时，寿命比40Cr、T10钢塑料模提高2倍以上。 (3) 10Ni3CuAlMoS (PMS)钢 PMS钢是一种新型的镍铜铝系时效硬化型镜 面塑料模具钢。热处理后获得贝氏体、马氏体双相组织，具有良好的冷热加工性能和良好的 综合力学性能，淬透性好，热处理变形小，热处理工艺简便，并且适宜进行表面强化处理。 PMS钢在硬度为28~35HRC时切削加工性能优越，镜面抛光性和图案蚀刻性也很好，所 以适合制作透明塑料和各种热塑性塑料成型模具。 PMS钢有良好的锻造性能，锻后经过840~850°C加热保温空淬 固溶处理，再经不同温度时效，可获得良好的力学性能，见下表。 PMS钢的变形率很小，总变形率接近马氏体时效钢，小于Crl2MoV等合金工具钢。 PMS钢中含合金元素铝。铝和氮有极好的化合能力，因此PMS钢的渗氮能力强;并且时 效温度和渗氮温度极为接近，在渗氮处理的同时也进行了时效处理。渗氮后，模具表面硬度 提高，因此，增强了耐磨性和抗粘着性。PMS钢还有可逆回火时效特性，在650°C高温回火 软化后硬度下降。此时，