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分享一下塑料模具鋼材料和模具鋼的熱處理工藝
隨著塑料制品在工業(yè)和日常生活中的廣泛應(yīng)用，塑料模具行業(yè)對(duì)模具鋼的需求越來越大。塑料模具鋼是一種用于塑料生產(chǎn)的模具鋼。塑料模具的主要材料是模具鋼，模具鋼的發(fā)展推動(dòng)了工業(yè)產(chǎn)品向先進(jìn)化、多元化、個(gè)性化、高附加值方向發(fā)展。接下來，模具鋼廠家將分享塑料模具鋼材料和模具鋼的熱處理工藝。
1.預(yù)硬化塑料模具鋼
這種鋼在鋼廠充分鍛造后制成模塊，預(yù)處理至所需硬度(一般預(yù)硬化至30~35RHC)，然后用于單元成型。P20(3Cr2Mo)是國外使用更廣泛的預(yù)硬塑料模具鋼，已被列入我國合金工具鋼標(biāo)準(zhǔn)，并從20世紀(jì)80年代開始在我國部分工廠廣泛使用。718是瑞典生產(chǎn)的改性P20鋼，淬透性比P20高。經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，可以在大截面尺寸下保持均勻的硬度，在國內(nèi)也得到廣泛應(yīng)用。
2.易切削預(yù)硬化鋼
為了改善預(yù)硬化塑料模具鋼的可加工性，可以添加自由切削元素。美國、日本和德國已經(jīng)開發(fā)了一些易切削預(yù)硬化鋼。國外易切削預(yù)硬鋼主要有硫系、硫硒系和鈣系。但是Se比較貴。s系列易切削鋼具有很大的各向異性，截面增大時(shí)硫化物偏析嚴(yán)重。
我國開發(fā)了一些含硫易切削預(yù)硬化塑料模具鋼，如8Cr2MnWMoVS(8Cr2S)和S-Ca復(fù)合易切削塑料模具鋼5CrNiMnMoVSCa(5NiSCa)。5NiSCa鋼采用硫鈣復(fù)合易切削系統(tǒng)和噴射冶金技術(shù)，改善了硫化物的形態(tài)和分布，提高了鋼的各向異性，大截面硫化物分布仍相對(duì)均勻。5NiSCa鋼具有高淬透性和鏡面拋光性能。當(dāng)模具硬度為35~45HRC時(shí)，可以順利加工。
3.非調(diào)質(zhì)塑料模具鋼
這種鋼經(jīng)過鍛造和軋制后，無需調(diào)度處理即可達(dá)到預(yù)硬度，有利于節(jié)能降耗，縮短生產(chǎn)周期。我國開發(fā)的這類鋼包括:中碳錳硼空冷貝氏體鋼，可用于制造塑料模具和橡膠模具；添加硫、鈣和稀土作為易切削元素的非調(diào)質(zhì)塑料模具鋼2Mn2CrVTiSCaRe(FT)的切削性能優(yōu)于硫鈣復(fù)合易切削鋼。低碳MnMoVB是一種非調(diào)質(zhì)貝氏體大截面塑料模具鋼(B30)，其中添加了s和ca作為易切削元素。工業(yè)試生產(chǎn)表明，400mm厚板坯熱軋后空冷，硬度沿?cái)嗝婢鶆蚍植肌?/p>
4.時(shí)效硬化鋼
中國已經(jīng)開發(fā)了幾種低鎳時(shí)效硬化鋼。這些鋼在淬火和回火后進(jìn)行機(jī)械加工，然后進(jìn)行時(shí)效處理，通過金屬間化合物的沉淀來提高硬度。熱處理后變形很小。時(shí)效硬化鋼適用于制造高精度塑料模具和透明塑料模具。
有25CrNi3MoAl，10Ni3Mn2AlCu(PMS)和06Ni6CrMoVTiAl。經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后，這些鋼的硬度為20~30HRC，可以進(jìn)行機(jī)械加工，經(jīng)過時(shí)效處理后，硬度可以達(dá)到38~42HRC。
5.耐腐蝕塑料模具鋼
當(dāng)化學(xué)腐蝕塑料用作塑料制品的原料時(shí)，模具應(yīng)具有防腐性能。一般模具都要用耐腐蝕鋼制作，這個(gè)時(shí)候需要更好的耐磨性。常用的鋼種有4Cr13(420)、9Cr18、17-4PH。PCR(0Cr16Ni4Cu3Nb)是我國研制的耐腐蝕塑料模具鋼，綜合力學(xué)性能好，耐腐蝕性能好。
6.硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金
硬質(zhì)合金是一種粉末冶金制造的復(fù)合材料。硬質(zhì)合金硬度高，耐磨性好，彈性模量高，工作溫度高。用于制造一些模具，模具的使用壽命可以提高幾倍或幾十倍以上。但硬質(zhì)合金脆性大，抗彎強(qiáng)度和韌性差，不能加工。硬質(zhì)合金作為一種模具材料，主要用于拉絲模具、冷擠壓模具和沖擊力小的冷沖壓模具等。目前，中國已經(jīng)能夠生產(chǎn)各種牌號(hào)的硬質(zhì)合金，基本能夠滿足國內(nèi)市場(chǎng)的需求。
為了滿足制造鉆集成電路板用微型鉆頭、計(jì)算機(jī)用點(diǎn)陣打印針、精密工具和模具等的需要。近年來，一些微晶硬質(zhì)合金(碳化鎢晶粒小于1微米)和超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金(碳化鎢晶粒小于0.6微米)在各國得到了發(fā)展。在傳統(tǒng)硬質(zhì)合金中，碳化鎢晶粒尺寸為1.3~1.5微米。超細(xì)晶硬質(zhì)合金彌補(bǔ)了傳統(tǒng)硬質(zhì)合金的諸多缺點(diǎn)，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍，在制造耐磨耐沖擊模具方面取得了良好的效果。國內(nèi)一些研究所和硬質(zhì)合金廠已開發(fā)出各種牌號(hào)的微晶硬質(zhì)合金和超細(xì)晶硬質(zhì)合金。高性能超細(xì)晶硬質(zhì)合金的開發(fā)仍然是硬質(zhì)合金研究的熱點(diǎn)。
鋼結(jié)硬質(zhì)合金是以碳化物為硬質(zhì)相，鋼為粘結(jié)相的復(fù)合材料。鋼結(jié)硬質(zhì)合金具有良好的耐磨性，其強(qiáng)度和韌性普遍高于硬質(zhì)合金，并具有熱處理、可加工性、可鍛性和可焊性等工藝性能。模具是鋼結(jié)硬質(zhì)合金的主要應(yīng)用領(lǐng)域。我國從20世紀(jì)60年代開始開發(fā)這種材料，并開發(fā)了各種牌號(hào)的鋼結(jié)硬質(zhì)合金，用作模具用鋼結(jié)硬質(zhì)合金。硬質(zhì)相主要采用碳化鈦和碳化鎢，鋼基體主要采用低合金鉻鉬鋼、中高合金工具鋼或高速鋼，如碳化鈦系的GT35、R5、D1、T1和碳化鎢系的TLMW50、GW50和GJW50。鋼結(jié)硬質(zhì)合金已被用于制造冷鐓模、擠壓模、拉拔模、落料模、拉絲模、熱鐓模等。
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