两种4Cr13型耐蚀模具钢的热处理工艺及性能研究
发布:行业动态 点击次发布时间:2014-10-10
近年来塑料制品业发展非常迅速,塑料加工机械化程度不断提高,对使之成型的塑料材料、设计、制造要求越来越高。对塑料模具材料而言,除要求其具有优良的耐磨性、切削加工性、耐热性及高的强韧性外,针对某些塑料在熔融状态下,会分解出氯化氢、氟化氢和二氧化硫等气体,故模具要有一定的耐腐蚀性。目前,国内模具钢用户一般选用4Cr13型不锈钢。为此,研究了含量为W(C)=0.36~0.45%的两种4Cr13 型耐蚀塑料模具钢,分别称为A钢和B钢。
试验用4Cr13型耐蚀模具钢取自某特钢公司正常生产的产品,生产工艺为:EAF+LF+VD冶炼,并浇注成3t锭,然后经Φ850mm轧机轧制成260×120mm扁坯,钢坯经酸洗、精整后,经Φ650mm轧机轧制成中间坯,再经WF-540轧机轧制成46×255mm扁钢。试验钢的化学成分见表1,B钢在A钢的基础上添加了W(V)≈0.30%,W(Si)≈0.80%,W(Mn)≈0.40%等元素以增加淬透性,进一步细化晶粒,提高材料硬度,提高抛光性及耐蚀性。非金属夹杂物级别见表2。试验钢为退火态,硬度分别为A钢195HB和B钢184HB。
表1 试验钢的化学成分/%
代号 |
C |
Mn |
Si |
Cr |
Ni |
V |
P |
S |
A |
0.383 |
0.16 |
0.30 |
12.98 |
0.26 |
0.05 |
0.023 |
0.010 |
B |
0.398 |
0.59 |
1.14 |
13.38 |
0.22 |
0.28 |
0.013 |
0.006 |
表2 试验钢的夹杂物水平
代号 |
A细 |
A粗 |
B细 |
B粗 |
C细 |
C粗 |
D细 |
D粗 |
DS |
A |
1.0 |
0 |
1.5 |
0 |
0 |
0 |
0.5 |
0 |
0 |
B |
0.5 |
0 |
1.0 |
0 |
0 |
0 |
0.5 |
0 |
0 |
本次研究了两种钢经不同温度淬火、回火后的硬度和显微组织,并对两种钢的抛光性能,及在使用条件下的耐腐蚀性能进行了对比分析。结果表明:
(1)两种试验钢经适当热处理后,均具有相对较高的硬度,B钢的淬火、回火硬度高于A钢,但均可以满足塑料模具的需求。
(2)根据实验结果及模具对材料的使用要求,推荐1040℃油淬+610℃两次回火的热处理工艺。
(3)两种试验钢在同一状态,相同条件下B钢的抛光性能要优于A钢。
(4)两种试验钢在相同的调质工艺及相同腐蚀条件下,B钢的耐蚀性要优于A钢,平均年腐蚀深度比A钢降低34.28%。