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        S136與國產(chǎn)cr13模具鋼的性能區(qū)別

        發(fā)布時間:2020-09-24 07:59:26
          S136與國產(chǎn)cr13模具鋼的性能區(qū)別
         
          蘇州東锜精密模具材料有限公司可以實現(xiàn)從原材料鋸切到粗加工,從熱處理到精加工的一站式整合服務(wù),為客戶節(jié)約了寶貴的時間與生產(chǎn)成本。為客戶提供優(yōu)質(zhì)的鋼材和服務(wù)從而使客戶獲得高效穩(wěn)定的生產(chǎn)和高質(zhì)量的產(chǎn)品,這一直是我們引以為傲的自信來源與工作動力。
         
          S136是瑞典不銹鋼概念的鋼種之一。國產(chǎn)鉻13型模具鋼包括1Cr13鋼、2Cr13、3Cr13鋼和4Cr13鋼,均屬于馬氏體型不銹鋼。不銹鋼概念是為了適應(yīng)快速變化的塑料模具產(chǎn)業(yè)研發(fā)并不斷擴充的不銹鋼系列。眾所周知的問題:模具銹蝕,表面需要反復(fù)拋光,不得不重新鉆削冷卻水道,部件銹合。單獨或配套選用合適的不銹鋼種,可生產(chǎn)不同應(yīng)用領(lǐng)域中的高質(zhì)量模具,盡量減少上述問題的發(fā)生。
         
          S136的特性、化學成分、熱處理工藝及應(yīng)用
         
          S136模具鋼是瑞典研發(fā)生產(chǎn)的高品質(zhì)耐腐蝕、耐磨損、超鏡面塑料模具鋼,采用了電渣重熔(ESR)工藝,具有耐蝕、耐磨及良好的加工性能,可以獲得很好的拋光表面質(zhì)量,制作的模具可長期保持其加工表面質(zhì)量, 降低了模具維護成本。
         
         ?、盨136的特性
         
          S136為不銹模具鋼,其具備以下的特性:
         
         ?、?、優(yōu)良的耐腐蝕性;優(yōu)異的拋光性;優(yōu)良的耐磨性能;良好的機加工性能;熱處理尺寸穩(wěn)定性。
         
         ?、?、綜合上述優(yōu)點,使得該鋼種具有卓越的生產(chǎn)特性。由于其優(yōu)良的耐腐蝕性,在塑膠模具中優(yōu)勢明顯。
         
          ⑶、低的維護成本
         
          模具經(jīng)過長期服役后,型腔表面仍然維持原始狀態(tài)。模具在潮濕的環(huán)境下存放或使用時,不需要特別的保護。
         
          ⑷、低的生產(chǎn)成本
         
          由于模具冷卻水水道較少受腐蝕的影響(不象普通模具鋼),熱傳導(dǎo)特性、冷卻效率在模具整個服役周期中均保持穩(wěn)定,確保了模具始終如一的循環(huán)時間。
         
          上述優(yōu)勢結(jié)合S136的高耐磨性,提供低維護成本和高壽命的模具,達到更佳的經(jīng)濟效益。
         
          ⒉S136的化學成分
         
          化學成分(%)  C  Si  Mn  Cr  V  0.38  0.90  0.50  13.60  0.30
         
          標準對照  AISI 420 modified,WNr. 1.2083 ESR,JIS SUS 420J2
         
          出廠狀態(tài)  軟性退火至硬度200HB
         
         ?、砈136的熱處理工藝流程
         
          ⑴、S136軟化退火
         
          在保護狀態(tài)下,加熱至890℃均溫后,于爐中以每小時20℃冷卻至850℃,再以每小時10℃冷卻至700℃接著再置于空氣中冷卻。
         
         ?、?、S136去應(yīng)力退火
         
          粗加工后,必須加熱至650℃均溫2小時后,緩慢冷卻至500℃,然后置于空氣中冷卻。
         
         ?、?、S136淬火
         
          預(yù)熱溫度6 0 0 – 8 5 0℃。奧氏體化溫度:1020-1050℃,通常采用1020-1030℃。
         
          溫度℃ 保溫時間 退火前硬度 1020 30分鐘 56±2HRC 1050 30分鐘 57±2HRC
         
          保溫時間=當鋼材的表面及中心達到一致的淬火溫度后開始計時;
         
          在奧氏體化過程中要加以保護避免脫碳及氧化發(fā)生。
         
         ?、?、S136淬火介質(zhì)
         
         ?、?、足夠正壓的真空氣冷;
         
         ?、啤⒏咚贇怏w/循環(huán)氣氛;
         
         ?、?、流態(tài)爐或鹽浴爐250-550℃分級淬火后在空氣中風冷;
         
         ?、?、溫油,大約80℃。
         
          為使模具達到更適當?shù)奶匦?,在模具的變形程度可接受的條件下,冷速越快越好。于真空爐中熱處理時推薦使用4-5bar的氣壓。模具冷卻至50-70℃應(yīng)立即回火。
         
         ?、伞136回火
         
          參照S136的回火曲線圖,按所需硬度值選擇回火溫度,回火至少兩次,每次回火后,必須冷卻到室溫,更低的回火溫度為250℃。
         
          作為例外,當模具較小且形狀簡單時,同時要求52-54HRC的硬度,可選用更低180℃的回火溫度。
         
          注:以上的曲線數(shù)據(jù)只適宜小型模具。淬火回火后模具可達的硬度要視模具的尺寸。
         
          建議250℃回火以求韌性、硬度及抗腐蝕性的更佳組合。
         
          應(yīng)避免選用過高的奧氏體化溫度與過低的回火溫度<250℃的組合,避免模具產(chǎn)生太大的應(yīng)力。
         
         ?、省136熱處理尺寸變化
         
          淬火及回火時的尺寸的改變?nèi)Q于熱處理過程中所采用溫度、設(shè)備及淬冷介質(zhì)。
         
          模具的尺寸與幾何形狀也同樣重要。模具在加工時應(yīng)預(yù)留加工量以彌補熱處理后的尺寸變形。如果在粗加工與半精加工之間進行過應(yīng)力消除,建議預(yù)留0.15%作的加工余量。
         
          淬火過程中尺寸變化
         
          下表為一100×100×25mm試樣在理想狀態(tài)下淬火時的尺寸改變。
         
          回火過程尺寸變化
         
          注:淬火及回火過程總的尺寸變化為兩者之和。
         
         ?、碨136的應(yīng)用實例
         
          S136被推薦用于所有的模具,其特性更適合以下特殊使用需求:
         
         ?、蹦透g/銹蝕
         
          對有腐蝕性的PVC、醋酸鹽類等注塑原料或必須在潮濕的環(huán)境下工作存放的模具。
         
         ?、材湍p
         
          注塑磨損性較大或有添加物的注塑原料(包含熱固性注塑模具)。S136推薦使用在長壽命模具如一次性餐刀具、容器等。
         
          ⒊高表面質(zhì)量產(chǎn)品
         
         ?、拧136是極高拋光要求的鏡面模具的更佳選擇。
         
         ?、啤⑸a(chǎn)光學產(chǎn)品,如照相機、太陽眼鏡鏡片、醫(yī)療器械例如注射器和分析藥瓶等。
         
         ?、恰136特別適合制作衛(wèi)生安全要求高的模具例如丙烯腈-苯乙烯共聚物制作透明塑料啤酒杯。
         
         ?、取⒂捎谔峁┝?ldquo;清潔空間”環(huán)境,模具無銹蝕,S136成為醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的滿意之選,擁有優(yōu)良拋光性能的純凈鋼種賦予醫(yī)療產(chǎn)品完美的表面質(zhì)量。
         
         ?、?、聚碳酸酯制的摩托車安全頭盔鏡片更初采用AISI 420制模,后由于高拋光要求改為S136。
         
         ?、?、推薦的使用硬度:
         
          模具種類 推薦硬度HRC 熱塑性塑料注塑模 45-52 熱固性塑料注塑模 45-52 壓縮/轉(zhuǎn)移模 50-52 PVC,PET等吹塑模 45-52 擠塑模,拉伸模 45-52
         
          國產(chǎn)鉻13型模具鋼的特性、化學成分、相變點、鍛造工藝參數(shù)、熱處理工藝及應(yīng)用
         
          ⒈國產(chǎn)鉻13型模具鋼的特性
         
         ?、拧⑺姆N鋼只是含碳量不同,在經(jīng)淬火后,1Cr13鋼、2Cr13鋼、3Cr13鋼和4Cr13鋼得到的組織稍有差異,淬火后組織分別為:鐵素全+馬氏體,馬氏體,馬氏體,馬氏體+碳化物。
         
          四種鋼同屬鉻13型不銹鋼,鋼中含有大量的鉻元素,過冷奧氏體的穩(wěn)定性較高,因此這類鋼高溫加熱后空氣中冷卻即可獲得馬氏體組織。
         
         ?、啤㈠懞笕缋鋮s較快,由于變形產(chǎn)生的殘余應(yīng)力及組織轉(zhuǎn)變應(yīng)力的共同影響,常會使鉻13型不銹鋼鍛件表面產(chǎn)生裂紋,這種開裂傾向因鋼中碳含量的增加而增大。因此對這類鋼鍛后應(yīng)緩慢冷卻,并及時地進行軟化處理。其軟化處理有兩種方式:一是高溫回火(700~800℃);二是完全退火(840~900℃)。
         
         ?、?、為了保證這類鋼有高的耐蝕性,鉻13型鋼都是經(jīng)過淬火、回火以后才能使用。淬火時溫度不宜過高(不低于800℃,不超過1000℃),否則回火焊碳化物析出強烈,使鋼的耐蝕性降低。淬火狀態(tài)的鉻13型不銹鋼,由于基體組織是馬氏體,大量的鉻與碳均保持在馬氏體中,所以淬火狀態(tài)的鋼不僅硬度高,而且耐蝕性能也高。但淬火鋼中具有較大的應(yīng)力,必須及時回火,否則會引起開裂?;鼗鸱绞接袃煞N:一是低溫回火(200~250℃);二是高溫回火(600~750℃)?;鼗饡r間較其化鋼稍長些。1Cr13鋼回火脆性不明顯,2Cr13鋼、3Cr13鋼和4Cr13鋼有明顯的回火脆性,回火后應(yīng)快速冷卻。
         
         ?、矅a(chǎn)鉻13型模具鋼的的化學成分:
         
          1Cr13  0.08%~0.15%C、≤0.60%Si、≤0.60%Mn、12.00%~14.00%Cr、≤0.030%S、≤0.035%P
         
          2Cr13  0.16%~0.25%C、≤0.60%Si、≤0.60%Mn、12.00%~14.00%Cr、≤0.030%S、≤0.035%P
         
          3Cr13  0.26%~0.35%C、≤0.60%Si、≤0.60%Mn、12.00%~14.00%Cr、≤0.030%S、≤0.035%P
         
          4Cr13  0.36%~0.45%C、≤0.60%Si、≤0.60%Mn、12.00%~14.00%Cr、≤0.030%S、≤0.035%P
         
         ?、硣a(chǎn)鉻13型模具鋼的的相變點:
         
          1Cr13  —、        —、       —、      —、       —
         
          2Cr13  Ac1820℃、 Ac3950℃、  Ar1780℃、 —、    Ms320℃。
         
          3Cr13  Ac1820℃、  —、       Ar1780℃、 —、    Ms240℃。
         
          4Cr13  Ac1820℃、 Ac31100℃、  —、      —、    Ms270℃。
         
          ⒋國產(chǎn)鉻13型模具鋼的的鍛造工藝參數(shù):
         
          1Cr13  始鍛溫度1160~1200℃,終鍛溫度≥850℃,鍛造后砂冷或退火
         
          2Cr13  始鍛溫度1160~1200℃,終鍛溫度≥850℃,鍛造后砂冷或退火
         
          3Cr13  始鍛溫度1100~1150℃,終鍛溫度≥850℃,鍛造后爐冷
         
          4Cr13  始鍛溫度1160~1200℃,終鍛溫度≥850℃,鍛造后灰冷或砂冷
         
         ?、祰a(chǎn)鉻13型模具鋼的熱處理工藝
         
         ?、拧?Cr13的熱處理工藝
         
          2Cr13鋼常見的熱處理工藝
         
          熱處理工藝 工藝參數(shù) 硬度要求 工藝特點
         
          去應(yīng)力退火 加熱750~800℃,保溫,爐冷 ≤207HBS 加熱溫度在Ac1820℃線以下,消除殘余應(yīng)力,消除加工硬化
         
          不完全退火 加熱860~900℃,保溫,爐冷 160~187HBS Ac1820℃,Ac3950℃。加熱溫度在Ac1與Ac3線之間,改善組織,降低硬度
         
          淬火 加熱1000~1050℃,保溫,油冷或水冷 ≥45HRC Ac1820℃,Ac3950℃,Ms320℃。加熱溫度高于Ac3線,Cr、Mn、Si元素溶入奧氏體中,冷卻后得到馬氏體+殘余奧氏體組織
         
          回火 加熱660~670℃,保溫2h,油冷 20~23HRC 高溫回火獲得回火索氏體組織
         
          氣體硫碳氮共滲 加熱580~600℃,保溫2~3h,油冷。滲劑:80~100滴/min  滲劑:采用甲酰胺:乙醇=2.5:7混合好后,再加入1%(質(zhì)量分數(shù))的硫脲,氨氣流量0.25~0.3m3/h
         
          固體滲硼 滲硼溫度950℃,保溫5h,油冷(滲硼劑:85%SiC+10%B4C+5%KBF4)。滲層0.022~0.030mm 1500HV0.1 表面形成高硬度的硼化物層而心部為淬火組織
         
          ⑵、3Cr13的熱處理工藝
         
          3Cr13鋼常見的熱處理工藝
         
          熱處理工藝 工藝參數(shù) 硬度要求 工藝特點
         
          去應(yīng)力退火 加熱750~800℃,保溫,爐冷 ≤207HBS 加熱溫度在Ac1820℃線以下,消除殘余應(yīng)力,消除加工硬化
         
          不完全退火 加熱860~900℃,保溫,爐冷 ≤207HBS Ac1820℃,Ac3950℃。加熱溫度在Ac1與Ac3線之間,改善組織,降低硬度
         
          淬火 加熱1020~1050℃,保溫,油冷或空冷 52~54HRC Ac1820℃,Ac3950℃,Ms240℃。加熱溫度高于Ac3線,Cr、Mn、Si元素溶入奧氏體中,冷卻后得到馬氏體+殘余奧氏體組織
         
          回火 加熱200~300℃,保溫2h,空冷 50~52HRC 消除殘余應(yīng)力,獲得回火馬氏體組織
         
          ⑶、4Cr13的熱處理工藝
         
          4Cr13鋼常見的熱處理工藝
         
          熱處理工藝 工藝參數(shù) 硬度要求 工藝特點
         
          去應(yīng)力退火 加熱750~800℃,保溫,爐冷至500℃以下,出爐空冷 ≤217HBS 加熱溫度在Ac1820℃線以下,消除殘余應(yīng)力,消除加工硬化
         
          加熱650℃,保溫,爐冷 ≤207HBS
         
          淬火 加熱1000~1050℃,保溫,油冷 52~55HRC Ac1820℃,Ac31100℃,Ms270℃。加熱溫度高于Ac3線,Cr、Mn、Si元素溶入奧氏體中,冷卻后得到馬氏體+殘余奧氏體+碳化物組織
         
          加熱1050~1100℃,保溫,油冷 ≥55HRC
         
          回火 加熱200~300℃,只溫2h,空冷 50~53HRC 消除殘余應(yīng)力,獲得回火馬氏體+碳化物組織
         
          固體滲硼 滲硼溫度950℃,保溫5h,油冷(滲硼劑:85%SiC+10%B4C+5%KBF4)。滲層0.022~0.030mm 1500HV0.1 表面形成高硬度的硼化物層而心部為淬火組織
         
          ⒍國產(chǎn)鉻13型模具鋼的應(yīng)用:
         
          1Cr13  適宜制造耐蝕條件下承載高負荷的透明和不透明的塑料模具
         
          2Cr13  適宜制造耐蝕條件睛承載高負荷的透明和不透明的塑料模具
         
          3Cr13  適宜制造耐蝕條件下耐磨性高、承載負荷高的透明和不透明的塑料模具
         
          4Cr13  適宜制造耐蝕條件下耐磨性高、承載負荷高的透明和不透明的塑料模具

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