低碳馬氏體在模具中的應用

1、低碳馬氏體在模具中的應用通常模具用鋼都采用合金工具鋼、碳素工具鋼和高速工具鋼，其淬火后的組織主要是孿晶的亞構造，有顯微裂紋的高碳針狀、片狀馬氏體。由于含碳量較高，碳化物形成元素較多，鋼中不可防止的會存在網狀、帶狀和鏈狀碳化物，往往造成模具在使用中脆性斷裂。由于低碳馬氏體亞構造是位錯，具有較高的強度(硬度為45HR50HR，屈從強度為1000Pa1300Pa)、良好的塑性(510%，40%)和韌性(AKV59J)以及良好的冷加工性、可焊性和熱處理畸變小等優(yōu)點。因此，如何使模具鋼的淬火組織中得到更多的、甚至全部低碳馬氏體，是進步模具強韌性、延長模具使用壽命的關鍵。目前開展方向是低碳構造鋼的淬火組織

2、希望得到全部板條馬氏體，以保證高的強韌性；對高碳鋼傾向于降低碳含量或盡量降低淬火溫度來減少孿晶馬氏體數(shù)量，以保證材料的韌性；對中碳合金鋼那么傾向于采用高溫淬火，得到較多或全部低碳馬氏體組織，來進步斷裂韌性。低碳馬氏體在塑料模具中的應用1低碳馬氏體滲碳型塑料模具鋼低碳鋼、低碳合金鋼模具在成形后進展?jié)B碳、淬火和低溫回火，使模具外表得到高碳細針狀回火馬氏體+顆粒狀碳化物+少量殘留奧氏體，心部組織主要為低碳馬氏體。從而保證了模具外表具有高硬度(58HR62HR)、高耐磨性，而心部具有較高的強韌性(30HR45HR)，用于制造各種要求耐磨性良好、形狀復雜、承受載荷較高的塑料成形模具。2超低碳冷擠壓成型塑

3、料模具鋼國外廣泛應用超低碳鋼冷擠壓成型工藝方法制造塑料模具。由于需要冷擠壓成型，除碳含量較低外，經軟化退火后，硬度較低(160HBS，擠壓復雜型腔時130HBS)，特別合適于冷塑性變形。這類鋼在冷擠壓成型后進展?jié)B碳、淬火、回火。因此具有消費效率高、制造周期短、模具精度高等優(yōu)點。典型的鋼種有美國P系列低碳模具鋼、德國X6r4鋼(0.07%，質量分數(shù)，下同)和國產LJ-08r3NiV鋼(0.08%)。3低碳馬氏體鋼(0.25%)強韌性型塑料模具鋼低碳馬氏體鋼包括低碳碳素鋼和低碳合金鋼經低碳馬氏體強烈淬火處理后，得到強韌性較高的低碳馬氏體組織，代替中碳鋼調質處理或低碳鋼滲碳、滲氮處理，適用制造各種塑

4、料模具，可顯著縮短模具制造周期，降低制造本錢，進步使用壽命，在塑料模具熱處理中廣泛應用。4低碳馬氏體時效硬化型塑料模具鋼(1)低碳馬氏體時效硬化鋼該鋼具有較高的屈強比，良好的切削加工和焊接性能和熱處理工藝簡單等優(yōu)點。典型鋼種是超低碳18Ni鋼系列(0.03%)，由于18Ni鋼價格昂貴，在國內很少使用。近年來開發(fā)的06Ni6rVTiAl(簡稱06鋼，0.06%)，屬低鎳、低碳馬氏體時效硬化鋼。該鋼經800880加熱，水或油冷卻固溶處理，(500540)(48)h時效處理后的組織為低碳馬氏體+析出強化相Ni3Al、Ni3Ti、Ti和Ti，硬度為42HR45HR，屈從強度1100Pa1400Pa。0

5、6鋼通常用來制作的收錄機磁帶盒模具，其平均壽命110萬件，是一種有開展前途的鋼種。(2)國產低碳馬氏體析出(沉淀)硬化鋼典型鋼種為25rNi3Al和10Ni3nuAl(簡稱PS)，適用于制作對變形率要求0.05%，鏡面要求或外表要求光刻花紋工藝的精細鏡面塑料模具。其中25rNi3Al鋼經830固溶處理后，硬度可達50HR，5404h時效處理后，硬度為39HR42HR；PS鋼經8701h固溶處理，5104h時效處理后金相組織為低碳馬氏體基體上彌散分布大量細小金屬間化合物，其硬度為40HR43HR，抗拉強度為1000Pa1300Pa。轉貼于論文聯(lián)盟.ll.5低碳馬氏體耐蝕型塑料模具鋼(1)低碳馬氏

6、體不銹鋼主要鋼種為2r13鋼(0.16%0.25%)和1r17Ni2鋼(0.11%0.17%)，適用于制造在腐蝕介質作用下的塑料模具，透明塑料制品模具。(2)低碳馬氏體析出(沉淀)硬化型不銹鋼典型鋼種為國產07r16Ni4u3Nb鋼(0.07%，簡稱R)，該鋼經1050淬火后獲得單一的低碳馬氏體組織，硬度為32HR35HR，可以直接進展切削加工；經460480時效處理后，硬度為42HR44HR，良好的力學性能和抗蝕性。例如聚三氟氯乙烯閥門蓋模具，原采用45鋼鍍鉻處理模具，使用壽命為10004000件，后改用低碳馬氏體PR鋼，壽命可達1000020000件。低碳馬氏體在冷作模具中的應用1低碳鋼冷

7、作模具的低碳馬氏體強烈淬火一些國家已在冷作模具鋼標準中列入了低碳馬氏體鋼(0.25%)，例如在IS4957.1999?冷作合金工具鋼?中有以下鋼種：5r4鋼(0.07%)、7rNi2鋼(0.10%)、20r13鋼(0.16%0.25%)；德國工具鋼種：21nr5鋼(0.16%0.24%)、X6r4鋼(0.07%)、15Nir18鋼(0.10%0.17%)。國內也有不少應用低碳馬氏體鋼強烈淬火工藝制造冷作模具的實例。(1)20鋼鋸齒鎖緊墊圈沖模該冷沖模用于沖壓65n鋼帶(179HBS217HBS)。原采用T10鋼(48HR50HR)，使用壽命1500次；后采用r12V鋼(48HR50HR)，使用

8、壽命3000次；而采用20鋼(46HR48HR)，使用壽命高達34萬次，其處理工藝為：(91010)加熱，10%NAL鹽水冷卻，不回火直接使用，而且本錢低廉。(2)Q235鋼剪板機刀片螺栓鍛件胎模沖頭曾選用Gr15、9Sir、T8及45鋼，由于工件有咬模、粘?，F(xiàn)象發(fā)生，鍛坯很難從模具中沖出，致使沖頭產生塑性變形、彎曲和斷裂，壽命較短，每10件沖頭約沖螺栓8001200件；而采用Q235鋼做沖頭材料，經9505in鹽爐加熱，10%NAL鹽水冷卻淬火后不回火直接使用，硬度為36HR40HR，每10件沖頭能沖螺栓2000件以上，而且失效形式為塑性變形，消除了沖頭使用中碎裂現(xiàn)象，保證了操作者的人身平安

9、。(3)20rnTi鋼壓制鋁套冷擠壓模D16、D20型壓制鋼絲繩鋁套冷擠壓模原采用rn鋼淬火回火后，硬度為45HR50HR，盡管硬度要求在冷擠壓模中較低，但是由于rn鋼碳化物不均勻性比擬嚴重，很難防止網狀、帶狀碳化物，因此造成崩刃、開裂而早期失效，使用壽命僅為1000多件，有的僅幾百件甚至幾十件。選用20rnTi鋼制作D16、D20鋁套冷擠壓模，經950加熱鹽水淬火后，不回火直接使用，模具硬度為46HR48HR，壓制鋁套2000多件，仍在繼續(xù)使用。(4)20r鋼冷作模具該鋼經滲碳淬火外表強化處理后，可使模具外表獲得細針狀回火馬氏體，硬度為58HR62HR；心部獲得低碳馬氏體組織，硬度35HR40HR，基體強韌性高，可滿足冷作模具高硬度、高強度、高韌性的使用性能要求。例如，汽車軟管鋅合金接頭八角模沖頭，硬度要求58HR62HR。原采用r12V鋼制造的八角模的壽命很短，往往不到2000件就斷裂；把沖頭材料換成20r鋼并經滲