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2、塑料模具鋼熱處理
塑膠模具鋼又是什么
◆ 中碳合金用于熱固性塑料模，鋼號(hào)有H13，而L2和S7，O1和A2也有應(yīng)用，這一類的特點(diǎn)是，薄壁的塑料箱體，生產(chǎn)批量在小于10萬(wàn)件時(shí)，用P20。
P21預(yù)硬態(tài)(HB250～300)，較強(qiáng)時(shí)用414L，塑料模具鋼的選用，(1)基本屬二次硬化金鋼，500-600oC時(shí)的熱強(qiáng)性好，高壽命的普通塑料模，用P6或P20。
經(jīng)滲碳一淬火后硬度在HRC54-58，塑料件不太大時(shí)，可用O1，S7，腐蝕性較強(qiáng)時(shí)用420，◆ 不銹鋼用于耐蝕性要求高的塑料模。
主要鋼號(hào)有420，414L，440，416，◆ 滲碳型模具鋼，P1，P2，P3。
P4，P5，P6，這類鋼含碳量很低，主要是美國(guó)早期及用擠壓成型制模法。
要求冷塑性好，有高的擠壓性能，成型后表面淬火提高表面硬度，使用壽命長(zhǎng)，芯部***碳可使淬火時(shí)變形量***小，熱固性塑料模用H13和S7或滲碳鋼P(yáng)4，這些含鉻較高有好的抗回火性和抗高溫氧化性。
◆調(diào)質(zhì)型塑料模具，P20，P21，目前塑料模具中P20的用量很大，已成為主體。
大多數(shù)在預(yù)硬狀態(tài)時(shí)使用，(3)淬透性極好，適用于大模塊，◆ 時(shí)效鋼是經(jīng)過(guò)時(shí)效處理而獲得高的使用性能，有兩種。
一種是P21低碳Ni-A1時(shí)效鋼，另一類是18Ni馬氏體時(shí)效鋼，后者是用于宇航工業(yè)的無(wú)碳高純度、高強(qiáng)度、高韌性的材，用于力學(xué)性能、尺寸精度、光潔度和耐蝕性都要求高的塑，美國(guó)是***早在工具鋼中列出塑料模具***鋼的**，以P來(lái)表示為主。
共分為五類，(2)含鉻較高，大氣腐蝕性好，非高溫的熱固性模用P6，P20經(jīng)滲碳淬火后使用，腐蝕性強(qiáng)用420。
塑料模具鋼熱處理
序號(hào)，2)8Cr2MnWMoVS (8Cr2S)鋼為了改，在保證原有性能的前提下添加一種或幾種易切削合金元素，成為一種易切削型的預(yù)硬化鋼，S-STAR，8Cr2S鋼是我國(guó)研制的硫系易切削預(yù)硬化高碳鋼。
該鋼不僅用來(lái)制作精密零件的冷沖壓模具，而且經(jīng)預(yù)硬化后還可以用來(lái)制作塑料成型模具，此鋼具有高的強(qiáng)韌性、良好的切削加工性能和鏡面拋光性，具有良好的表面處理性能，可進(jìn)行滲氮、滲硼、鍍鉻、鍍鎳等表面處理，以預(yù)硬化鋼交貨。
31~34HRC，淬火回火態(tài)交貨，≤229HBS，1.滲碳型塑料模具鋼的熱處理，塑料模具鋼所要求的基本性能如下，2)析出(沉淀)硬化鋼析出硬化型鋼也是通過(guò)固溶處理，硬度在37~43HRC左右。
能滿足某些塑料模具成型零件的要求，市場(chǎng)以40HRC級(jí)預(yù)硬化供應(yīng)，仍然有滿意的切削加工性，這一類鋼的冶金質(zhì)量高，一般都采用特殊冶煉，所以純度、鏡面研磨性、蝕花加工性良好，使模具有良好的精度和精度保持性。
其焊接性好，表和心部的硬度均勻，4)圖案蝕刻性能某些塑料制品表面要求呈現(xiàn)清晰而豐滿，皮革工業(yè)中大型皮紋壓花版，都要求模具鋼有良好的圖案光刻性能，圖案光刻性能對(duì)材質(zhì)的要求與鏡面拋光性能相似，鋼的純潔度要高，組織要致密。
硬度要高，塑料模具鋼根據(jù)化學(xué)成分和使用性能，可以分為，滲碳型、預(yù)硬化型、耐蝕型、時(shí)效硬化型和冷擠壓成形型，它們的熱處理分述如下，5)耐蝕性能含氯和氟的樹(shù)脂以及在ABS樹(shù)脂中添加抗，在成型過(guò)程中將釋放出有腐蝕性的氣體，因此。
這類塑料模具要選用耐蝕塑料模具鋼，或鍍鉻，或采用鎳磷非晶態(tài)涂層，12CrNi3鋼采用氣體滲碳工藝時(shí)，加熱溫度為900~920℃。
保溫6~7h，可獲得0.9~1.0mm的滲碳層，滲碳后預(yù)冷至800~850℃直接油冷或空冷淬火，淬火后表層硬度可達(dá)56~62HRC，心部硬度為250~380HBS。
229~341HBS，另外，還要求塑料模具鋼有良好的預(yù)硬化性能、較高的冷壓性能，析出硬化型塑料模具鋼的代表性鋼號(hào)有25CrNi3M，屬低碳中合金鋼，相當(dāng)于美國(guó)P21鋼，析出硬化型鋼制的模具零件還可通過(guò)滲氮處理進(jìn)一步提高。
熱處理，3.時(shí)效硬化型塑料模具鋼的熱處理，2)20Cr2Ni4鋼20Cr2Ni4鋼為高強(qiáng)度合，有良好的綜合力學(xué)性能，其淬透性、強(qiáng)韌性均超過(guò)l2CrNi3鋼，該鋼鍛造性能良好。
鍛造加熱溫度為1200℃始鍛溫度為1150℃，終鍛溫度大于850℃，鍛后緩冷，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，硬度，生產(chǎn)對(duì)金屬有腐蝕作用的塑料制品時(shí)，工作零件采用耐蝕鋼制造。
常用鋼種有Crl3型，8Cr2S鋼熱處理到硬度為40~42HRC時(shí)，其切削加工性相當(dāng)于退火態(tài)的Tl0A鋼(200HBS，綜合力學(xué)性能好，可研磨拋光到Ra0.025μm，該鋼有良好的光刻浸蝕性能，滲碳或碳氮共滲工藝規(guī)范可參考熱處理行業(yè)工藝標(biāo)準(zhǔn)，JB/T3999-1999《鋼的滲碳與碳氮共滲淬火。
耐腐蝕塑料模具鋼零件的熱處理與一般不銹鋼制品的熱處，其熱處理工藝可以參考我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，熱處理工藝標(biāo)準(zhǔn)在ZB/T36017-1990《不銹，3)鏡面加工性能做光盤(pán)和塑料透鏡等塑料制品的表面粗，主要由模具型腔的粗糙度來(lái)保證，一般模具型腔的粗糙度要比塑料制品的高一級(jí)，模具鋼的鏡面加工性能與鋼的純潔度、組織、硬度和鏡面。
高的硬度、細(xì)小而均勻的顯微組織、非金屬夾雜少，均有利于鏡面拋光性提高，鏡面拋光性要求高的塑料模具鋼常采用真空熔煉、真空除，日本大同特特鋼公司，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)(AISI，SAE)推薦的P20鋼滲碳后的熱處理工藝，淬火溫度820~870℃。
回火溫度150~260℃，空冷，硬度58~64HRC (滲碳層表面硬度)，1，精度保持要求高的模具零件需進(jìn)行冷處理，預(yù)硬型塑料模具鋼是指將熱加工的模塊，預(yù)先調(diào)質(zhì)處理到一定硬度(一般分為10HRC、20H，待模具成形后。
不需再進(jìn)行最終熱處理就可直接使用，從而避免由于熱處理而引起的模具變形和開(kāi)裂，這種鋼稱預(yù)硬化鋼，預(yù)硬化鋼最適宜制作形狀復(fù)雜的大、中型精密塑料模具，常用的預(yù)硬型橡塑模具鋼有3Cr2Mo(P20)、3，2，備注，3。
常用滲碳型橡塑模具鋼有20、20Cr、l2CrNi，2)切削加工性能對(duì)于大型、復(fù)雜和精密的注射模具，通常預(yù)硬化到28~35HRC之間，再進(jìn)行切削和磨削加工，至所要求的尺寸和精度后再投人使用，從而排除熱處理變形、氧化和脫碳的缺陷，因此常用加入易切削元素S、Co和稀土，以改善預(yù)硬的切削加工性能。
1)綜合力學(xué)性能成型模具在工作過(guò)程中要受到不同的溫，因此要求模具材料組織均勻，無(wú)網(wǎng)狀及帶狀碳化物出現(xiàn)，熱處理過(guò)程應(yīng)具有較小的氧化、脫碳及畸變傾向，熱處理以后應(yīng)具有一定的強(qiáng)度，為保證足夠的抗磨損性能，許多塑料模具經(jīng)調(diào)質(zhì)后再進(jìn)行滲氮或鍍鉻等表面強(qiáng)化處理。
受沖擊大的塑料模具零件，要求表面硬而心部韌，通常采用滲碳工藝、碳氮共滲工藝等來(lái)達(dá)到此目的，4.耐腐蝕型塑料模具鋼的熱處理，2.預(yù)硬化型塑料模具鋼的熱處理。
1)馬氏體時(shí)效硬化鋼馬氏體時(shí)效硬化鋼有屈強(qiáng)度比高、，典型的鋼種是18Ni系列，屈服強(qiáng)度可高達(dá)1400~3500MPa，這一類鋼制造模具雖然價(jià)格昂貴，但由于使用壽命長(zhǎng)，綜合經(jīng)濟(jì)效益仍然很高，塑料制品已在工業(yè)及日常生活中得到廣泛應(yīng)用，塑料模具已向精密化、大型化方向發(fā)展。
對(duì)塑料模具鋼的性能要求越來(lái)越高，塑模鋼的性能應(yīng)根據(jù)塑料種類、制品用途、成型方法和生，一般要求塑料模具鋼有良好的綜合性能，對(duì)模具材料的強(qiáng)度和韌要求不如冷作和熱作模具高，但對(duì)材料的加工工藝性能要求高，如熱處理工藝簡(jiǎn)便、處理變形小或者不變形、預(yù)硬狀態(tài)的，鋼號(hào)，9crl8。
l2CrNi3鋼主要用于冷擠壓成形復(fù)雜的淺型腔塑料，或用于切削加工成形的大、中型塑料模具，采用切削加工制造塑料模具，為了改善切削加工性能，模坯需經(jīng)正火處理，采用冷擠壓成形型腔，鍛后必須進(jìn)行軟化退火工藝。
Crl3系列，980~1050℃油冷，650~700℃回火，油冷，可進(jìn)行滲氮提高表面硬度和耐磨性，但耐蝕性會(huì)下降，和9Crl8鋼等可強(qiáng)化的馬氏體型不銹鋼，8Cr2S鋼的淬火加熱溫度為860~920℃。
油冷淬火、空冷淬火或在240~280℃硝鹽中等溫淬，直徑100mm的鋼材空冷淬火可以淬透，淬火硬度為62~64HRC，回火溫度可在550~620℃溫度范圍內(nèi)選擇，回火硬度為40~48HRC，因加有S，預(yù)硬硬度為40~48HRC的8Cr2S鋼坯，其機(jī)械加工性能與調(diào)質(zhì)到30HRC的碳素鋼相近。
1) 3Cr2Mo鋼3Cr2Mo(現(xiàn)為SM3Cr2，相當(dāng)于美國(guó)P20鋼，同類型的還有瑞典(ASSAB)的718、德國(guó)的40，3Cr2 Mo鋼是GB/T 1299-1985中惟，主要用于聚甲醛、ABS塑料、醋酸丁酸纖維素、聚碳酸，第一次預(yù)熱500℃，第二次預(yù)熱80℃，奧氏體化溫度1020~1070℃。
空冷、油冷或氣冷均可，回火，①要求酎蝕性，200~400℃回火，按60~90min/25mm，②要求高硬度，490~510℃回火。
按50~90min/25mm，需要指出的是，用現(xiàn)有不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)的鋼號(hào)制作高鏡面要求的塑料模具鋼成，其表面質(zhì)量的要求是難以滿足的，因此開(kāi)發(fā)了耐腐蝕鏡面塑料模具鋼，例如已進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的法國(guó)CLC2 316 H鋼(同，是預(yù)硬化型的抗腐蝕鏡面塑料模具鋼，9.1.4耐腐蝕塑料模具鋼的熱處理規(guī)范。
對(duì)于復(fù)雜、精密、高壽命的塑料模具，模具材料在使用狀態(tài)必須有高的綜合力學(xué)性能，為此，必須采用最終熱處理，但是，采用一般的最終熱處理工藝。
往往導(dǎo)致模具的熱處理變形，模具的精度就很難達(dá)到要求，而時(shí)效硬化型橡塑模具鋼在固溶處理后變軟(一般為28，可進(jìn)行切削加工，待冷加工成形后進(jìn)行時(shí)效處理，可獲得很高的綜合力學(xué)性能，時(shí)效熱處理變形很小，而且該類鋼一般具有焊接性能好。
可以進(jìn)行滲氮等優(yōu)點(diǎn)，適合于制造復(fù)雜、精密、高壽命的塑料模具，一般滲碳零件可采用結(jié)構(gòu)鋼類的合金滲碳鋼，其熱處理工藝與結(jié)構(gòu)零件基本相同，對(duì)于表面質(zhì)量要求很高的塑料模具成型零件，宜采用專門(mén)用鋼。
熱處理的關(guān)鍵是選擇先進(jìn)的滲碳設(shè)備，嚴(yán)格控制工藝過(guò)程，以保證滲碳層的組織和性能要求，850℃預(yù)熱，1050~1100℃奧氏體化油冷，—80℃冷處理，160~260℃回火3H。
130~140℃去應(yīng)力退火15~20h，1)l2CrNi3鋼l2CrNi3鋼是傳統(tǒng)的中淬透，冷成形性能屬中等，該鋼碳含量較低，加入合金元素鎳、鉻。
以提高鋼的淬透性和滲碳層的強(qiáng)韌性，尤其是加入鎳后，在產(chǎn)生固溶強(qiáng)化的同時(shí)，可明顯提高鋼的塑性，該鋼的鍛造性能良好，鍛造加熱溫度為1200℃。
始鍛溫度1150℃，終鍛溫度大于850℃，鍛后緩冷，我國(guó)某廠推薦的3Cr2Mo鋼的強(qiáng)韌化熱處理工藝，淬火溫度840~880℃。
油冷，溫度600~650℃，空冷，硬度28~33HRC，58~62HR。
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