18Ni(300)時(shí)效硬化型塑料模具鋼

1、時(shí)效硬化型塑料模具鋼(F141)模具熱處理后變形是模具熱處理的三大難題之一(變形、開裂、淬硬)。預(yù)硬型塑料模具鋼解決了模具熱處理變形問題，但模具要求硬度高又給模具加工造成困難。熔化既保持模具的加工精度，又使模具具有較高硬度，對于復(fù)雜、精密、長壽命的塑料模具，是模具材料面臨的一個(gè)重要難題。為此發(fā)展了一系列的時(shí)效硬化型塑料模具鋼。模具零件在淬火（固溶）后變軟（硬度約為2834HRC），便于切削加工成形，然后再進(jìn)行時(shí)效硬化，獲得所需的綜合力學(xué)性能。時(shí)效硬化型塑料模具鋼有馬氏體時(shí)效硬化鋼和析出（沉淀）硬化鋼兩大類。馬氏體時(shí)效鋼有高的屈強(qiáng)比、良好的切削加工性和焊接性能，熱處理工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)。典型的高合金

2、馬氏體時(shí)效硬化鋼有18Ni（200）（00Ni18Co8Mo3TiAl）鋼、18Ni（250）（00Ni18Co8MoTiAl）鋼、18Ni（300）（00Ni18Co9Mo5TiAl）鋼、19Ni（350）（00Ni18Co13Mo4TiAl）鋼等，固溶以后形成超低碳馬氏體，硬度約為3032HRC；時(shí)效處理以后，由于各種類型的金屬間化合物的脫、析出，得到時(shí)效硬化，硬度可上升到50HRC以上。這類鋼在高強(qiáng)度、高韌性的條件下仍具有良好的塑性、韌性和高的斷裂韌度。為了降低材料費(fèi)用，近年來開發(fā)了一類低鈷、無鈷、低鎳的馬氏體時(shí)效鋼，其代表鋼種如06Ni（06Ni6CrMoVTiAl）鋼、AFC-77（

3、1Cr14Co13Mo5V）鋼；另一類為低合金時(shí)效硬化鋼，代表鋼號(hào)如我國自行開發(fā)的25CrNi3MoAl鋼，PMS（1Ni3MnMoCuAl）鋼、PCR(0Cr16Ni4Cu3Nb)鋼、SM2（20CrNi3AlMnMo）鋼等，另外還有美國的P2(20CrNi4AlV)鋼，日本大同特殊鋼公司的NAK80、NAK55（15Ni3MnMoAlCuS）鋼等，這類鋼經(jīng)固溶處理后，硬度為30HRC左右，時(shí)效處理后，由于金屬間化合Ni3Al析出而強(qiáng)化，硬度可以上升到3842HRC。如再進(jìn)行滲氮處理，可以使模具表面硬度達(dá)到110HV左右。時(shí)效硬化型塑料模具主要用于制造精密、復(fù)雜的熱塑性塑料制品用模具。以下是

4、國產(chǎn)時(shí)效硬化型塑料模具鋼各鋼種牌號(hào)詳細(xì)的技術(shù)資料。 20CrNi3AlMnMo(SM2)_時(shí)效硬化易切削塑料模具鋼20CrNi3AlMnMo(SM2) 20CrNi3AlMnMo(SM2)_時(shí)效硬化易切削塑料模具鋼20CrNi3AlMnMo(SM2) 25CrNi3MoAl_時(shí)效硬化型塑料模具鋼_25CrNi3MoAl時(shí)效及滲氮處理 25CrNi3MoAl_時(shí)效硬化型塑料模具鋼_25CrNi3MoAl時(shí)效及滲氮處理 06Ni6CrMoVTiAl(06Ni)_時(shí)效硬化型塑料模具鋼_06Ni力學(xué)性能 06Ni6CrMoVTiAl(06Ni)_時(shí)效硬化型塑料模具鋼_06Ni力學(xué)性能 AFC-77(1

5、Cr14Co13Mo5V)_時(shí)效硬化型塑料模具鋼_AFC-77固溶及時(shí)效處理 AFC-77(1Cr14Co13Mo5V)_時(shí)效硬化型塑料模具鋼_AFC-77固溶及時(shí)效處理 1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)_時(shí)效硬化型鏡面塑料模具鋼_PMS固溶時(shí)效工藝 1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)_時(shí)效硬化型鏡面塑料模具鋼_PMS固溶時(shí)效工藝 0Cr15Ni7Mo2Al(15-7PH)_沉淀硬化型塑料模具鋼15-7PH 0Cr15Ni7Mo2Al(15-7PH)_沉淀硬化型塑料模具鋼15-7PH 0Cr16Ni4Cu3Nb(PCR)_時(shí)效硬化型塑料模具鋼0Cr16Ni4Cu3Nb(PCR) 0Cr1

6、6Ni4Cu3Nb(PCR)_時(shí)效硬化型塑料模具鋼0Cr16Ni4Cu3Nb(PCR) 1Cr17Ni7Al(17-7PH)_時(shí)效硬化型塑料模具鋼1Cr17Ni7Al(17-7PH) 1Cr17Ni7Al(17-7PH)_時(shí)效硬化型塑料模具鋼1Cr17Ni7Al(17-7PH) 0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)_時(shí)效硬化型塑料模具鋼_17-4PH力學(xué)性能 0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)_時(shí)效硬化型塑料模具鋼_17-4PH力學(xué)性能 18Ni鋼_18Ni(250)_18Ni(300)_18Ni(350)_馬氏體時(shí)效鋼 18Ni鋼(F141)主要有：1）、00Ni18Co8Mo

7、5TiAl18Ni(250級(jí))、2）、00Ni18Co9Mo5TiAl18Ni(300級(jí))、3）、00Ni18Co13Mo4TiAl18Ni(350級(jí))18Ni(250級(jí))、18Ni(300級(jí))、18Ni(350級(jí))鋼是典型的馬氏體時(shí)效鋼，是一種時(shí)效硬化型塑料模具鋼，鋼中含碳量較低，對時(shí)效硬化起作用的合金時(shí)Ti、Al、Co、Mo。雜質(zhì)對馬氏體時(shí)效硬化鋼的性能影響很大，對屈服強(qiáng)度較高的鋼影響效果更明顯。這就要求該鋼經(jīng)過真空冶煉，減少雜質(zhì)、偏析和鋼錠中的含氣量，以保證鋼有較好的韌性和抗疲勞性能。在18Ni鋼中，碳對鋼的強(qiáng)度影響很大，減少含碳量極少，也會(huì)使馬氏體強(qiáng)度顯著提高。但在把碳的含量分?jǐn)?shù)增至0

8、.03%后，又會(huì)降低鋼的屈服強(qiáng)度。所以馬氏體時(shí)效鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不宜超過0.03%；18Ni鋼中的S是有害的。S 以硫化物存在于鋼內(nèi)，并沿?zé)彳埛较蚍植?，?dǎo)致鋼的各向異性，因此要求盡量降低18Ni鋼中的含硫量。18Ni鋼中加入大量的Ni，主要作用是保證固溶體淬火后能獲得單一的馬氏體，其次Ni對Mo作用形成時(shí)效強(qiáng)化相Ni3Mo，當(dāng)Ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過10%時(shí)，還能提高馬氏體時(shí)效鋼的斷裂韌度。18Ni鋼固溶以后形成超低碳馬氏體，硬度為2830HRC，時(shí)效處理以后，由于各種類型的金屬間化合無的脫溶析出得到時(shí)效硬化，硬度可以上升到50HRC，這類鋼在高強(qiáng)度、高韌性的條件下，仍具有良好的韌性、韌性和高的斷裂韌

9、度。同時(shí)，這類鋼無冷作硬化，時(shí)效熱處理變形小，焊接性能良好，表面還可以滲氮處理等。一般推薦18Ni類低碳馬氏體時(shí)效鋼用于制造高精度、超鏡面、型腔復(fù)雜、大截面、大批量生產(chǎn)的塑料模具，但由于加工昂貴，使應(yīng)用受到限制。同系列的進(jìn)口高品質(zhì)模具鋼包括：日本大同模具鋼NAK101、MASIC、G-STAR、NAK80、NAK-PRM或瑞典Uddeholm工模具鋼NIMAX、CORRAX、UNIMAX等。18Ni鋼的化學(xué)成分：化學(xué)成分見表1。表1 18Ni鋼18Ni(250)、18Ni(300)、18Ni(350)化學(xué)成分 （質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）鋼號(hào)CSiMnMoMoCoTiAlPS18Ni(250)0.030.

10、100.104.255.2517.5018.507.008.000.300.500.050.150.010.0118Ni(300)0.030.100.104.605.2018.0019.008.509.500.500.800.050.150.010.0118Ni(350)0.030.100.104.005.0017.0019.0011.0012.751.201.450.050.150.010.0118Ni鋼的熱處理：固溶溫度為815830，油冷或空冷（加熱時(shí)間、鹽爐 1min/mm，空氣爐22.5min/mm），固溶硬度為28HRC。時(shí)效溫度為48018Ni(250)、18Ni(300)，時(shí)間3h，硬度為43HRC；時(shí)間6h，硬度為52HRC。時(shí)效溫度為51018Ni(350)，時(shí)效時(shí)間6h，硬度為5760HRC。18Ni鋼的滲氮處理：18Ni(300)鋼氣體滲氮工藝：滲氮溫度為(455±10)，時(shí)間2428h。18Ni鋼的力學(xué)性能：18Ni類鋼力學(xué)性能見表2。表2 18Ni類鋼18Ni(250)、18Ni(300)、18Ni(350)力