不鏽鋼材在模具中的應用如何

  在機電或工業等行業的人士都知道（dào），過去，不鏽鋼材在化工、航天、航（háng）空、原子能以及民用工業應用較多，在模具製造中應用較少，但是由於模具工業（yè）的發展，模具工作的環境對模具材料的性能要求越來越高（gāo），在操作具有化學腐（fǔ）蝕（shí）的塑料為原料的塑料製品時，模具必須（xū）具有防腐蝕性能；在強磁（cí）場中工作的模具不應產生感（gǎn）應；一些耐（nài）高溫（wēn）、耐蝕、抗氧化性的熱處（chù）理模具以及一些精（jīng）密耐蝕模具需要通過（guò）時效來提高模具（jù）硬度，以上幾類模（mó）具都要求模具具有特殊性能。而各類不（bú）鏽（xiù）鋼正是具有以上性能（néng）並能滿足以上需要，從而解決了操作中的難題。
根據模具的工作條件，選擇了幾種（zhǒng）不同類型的不鏽鋼，並（bìng）簡（jiǎn）要的介（jiè）紹了其熱處理工藝。
下麵我們就逐一探討下：
一（yī）、馬氏體不鏽鋼的應用
在具有化學腐蝕性環境中工作的模具，必須（xū）具有（yǒu）耐腐（fǔ）蝕性，而且還要求具有一定的硬度、強度和耐磨性能等。這類要求高硬度的（de）模具（jù）一般選用馬氏體不鏽鋼製造，常用的馬氏（shì）體不鏽（xiù）鋼有：2Cr13、3Cr13、4Cr13、3Cr17Mo、9Cr18、9Cr18Mo、Cr14Mo4V、1Cr17Ni2等。下麵根據（jù）硬度的要求介紹了幾種不鏽鋼：
（1）中碳（tàn）高鉻耐蝕（shí）馬氏體不鏽鋼應用
這類鋼要求（qiú）硬度在50—55HRC左右。典型的不鏽鋼為4Cr13，該鋼（gāng）為中碳馬氏體不鏽鋼，熱處理後有較高的硬度和耐磨性，且抗大氣和水蒸汽腐蝕，可用於製造要求（qiú）具有（yǒu）一定耐蝕（shí）性能的塑料模具。該鋼的淬火溫度一般選擇1050℃，該鋼淬透性好，對（duì）於小型塑料模（mó）具，淬火時可用空氣冷卻，以減少模具（jù）的熱處理變形；而對（duì）於（yú）尺寸較大的模具可采用油淬，淬火後的（de）模具一般采用200-300℃回火（huǒ），回火後硬度為50—53HRC。適宜製造承（chéng）包商負荷、高耐磨及腐蝕介質作用下的塑料（liào）製品的（de）模具，例如304不鏽鋼六角棒。
  （2）高碳高鉻性不鏽鋼應用
對於要求較高硬（yìng）度、較高（gāo）耐（nài）磨性的耐蝕塑料模具（jù）可選擇高碳高鉻型不鏽鋼，如9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14MoV等。以Cr14MoV為例，其含碳（tàn）量為（wéi）1.0%—1.15%，該鋼具有較好的淬透性，淬火溫度一般選擇為1100—1120℃油冷，硬度大（dà）於或（huò）等於58 HRC，回火溫度為500℃，保溫2h，回火4次，其硬度大於或（huò）等於（yú）60 HRC。該鋼具有高硬度（dù）、高耐磨性和（hé）良好的（de）耐腐蝕性，高溫硬度也較高，適宜製造在腐蝕介質作用下承受高負荷、高耐磨的塑料（liào）模具。
（3）低碳（tàn）鉻鎳型耐蝕不鏽鋼的應用
1Cr17Ni2鋼屬於馬（mǎ）氏體型不鏽鋼耐酸（suān）鋼，對於氧酸類（一定溫度、濃度的硝酸，大部分的有機酸）以及鹽類的水溶液（yè）有良好的耐（nài）蝕性；該鋼有較（jiào）高的強度和適宜的（de）硬度（dù），乃是性能比4Cr13鋼好，因此要求耐蝕性能高的塑料模具，仍然有一部分采用該型號的不鏽鋼製造。
1Cr17Ni2鋼淬火溫度範圍為950—1050℃油冷。淬火後低溫回火或高溫回火性能均有較好的耐腐蝕，淬火後經200—300℃回火（huǒ），鋼的硬度為38—40HRC，如通過冷處理，可（kě）使奧氏（shì）體繼續轉化為馬氏體，硬度可提高到42—48HRC，鋼的（de）強度、硬度較高，耐磨性好，而（ér）且有較高（gāo）的耐腐蝕性能。回火溫（wēn）度在600—700℃，鋼的基本組織（zhī）為回火索氏體，具有較好的強度和韌度配合，而且也有較高的耐（nài）蝕性能。該類鋼還可以通過（guò）滲氮處理，提高耐磨性、抗咬合能力和模具的（de）使用壽命。
1Cr17Ni2鋼主要用於耐腐蝕、高精度的塑料模（mó）具。

   二、 馬氏體不鏽（xiù）鋼模具在熱處理過（guò）程中會產生變形，這是模具熱（rè）處理三大難題之一（變形（xíng）、開裂、淬硬），如何既保持模具的加工精度（dù），又使模具具有較高硬度。對於複雜、精密、長壽命麵臨的一個重要（yào）課題，國內研製和發展了一係列的沉澱硬化（huà）不鏽鋼解決了這道難題，常用的此類不鏽鋼有：0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17NiAl、0Cr12Ni4Mn、0Cr15Ni7Mo4Al、1Cr14Co13Mo5V、5Mo3Al等（děng）。316不鏽鋼扁鋼（gāng）
例如0Cr17Ni4Cu4Nb是（shì）一種馬氏體沉澱硬化不鏽鋼，因含碳量低，耐腐（fǔ）蝕性優於馬氏體不鏽鋼，而接近於（yú）奧氏體不（bú）鏽鋼（gāng）。該鋼熱處理工藝簡單，固溶溫度為1040℃，水（shuǐ）冷，熱處理後（hòu）可獲（huò）得單一（yī）板條狀馬氏體（tǐ），硬度為32—34HRC，具有良好的切削加工性能，便於模具的硬度可達到40HRC，由（yóu）於溫度較低，模具變形較小，硬度和強度皆有提高，同時獲得綜合的力學性能。為了提（tí）高模具的表麵硬度和耐磨性，該類（lèi）鋼製模具可采用離子氮化表麵處理，表麵（miàn）硬度可達900HV以上，大大延長了模具的使用壽命。
沉澱硬化型不鏽鋼主要用於製造耐腐蝕、高精度的塑料模具（jù）。

三、奧氏體不鏽鋼在熱作模具上的（de）應用
          今年來為了滿足耐高溫、耐蝕、抗氧化要求而（ér）引入的奧氏體不鏽鋼作為熱作模具材（cái）料（liào）已（yǐ）經逐步獲得（dé）了廣泛的應用。這類鋼一般都含（hán）有Ni、Mn等奧氏體形成（chéng）元素，同時加入（rù）一定量的C、Cr等元素，從而使得（dé）奧氏體變形更加穩定，且始終保持奧氏體組織，其中0Cr14Ni25Co2V、4Cr14Ni14W2Mo鋼屬於（yú）鉻（gè）鎳係奧氏體不鏽鋼，其優點是組（zǔ）織比較穩定，在加熱和冷卻過程中均不發生相變，具（jù）有很高的高溫強度（dù）和（hé）耐熱性（xìng）。缺點是線脹係數大，導熱性差，降低了鋼的熱疲勞性能，不適宜作為強烈（liè）水冷的模具材料（liào）。
4Cr14Ni14W2Mo鋼在650℃以下（xià）有良好的機械性能；在600—800℃時，易因強烈的時效而（ér）強化；在800℃以下耐熱不起皮；在900℃以下耐氣體腐蝕能力高。該鋼熱處理工藝（yì）為：固溶溫度1000—1100℃水（shuǐ）冷，組織為（wéi）奧氏體；時效處理溫（wēn）度為750℃，空（kōng）冷，組織為奧氏體。
4Cr14Ni14W2Mo鋼抗氧（yǎng）化性好，可以蠕變成形模（mó）、強腐蝕性（xìng）的玻璃成形模以及壓鑄用型芯等熱作模具。