低碳马氏体在模具中的应用

1、低碳马氏体在模具中的应用通常模具用钢都采用合金工具钢、碳素工具钢和高速工具钢，其淬火后的组织主要是孪晶的亚构造，有显微裂纹的高碳针状、片状马氏体。由于含碳量较高，碳化物形成元素较多，钢中不可防止的会存在网状、带状和链状碳化物，往往造成模具在使用中脆性断裂。由于低碳马氏体亚构造是位错，具有较高的强度(硬度为45HR50HR，屈从强度为1000Pa1300Pa)、良好的塑性(510%，40%)和韧性(AKV59J)以及良好的冷加工性、可焊性和热处理畸变小等优点。因此，如何使模具钢的淬火组织中得到更多的、甚至全部低碳马氏体，是进步模具强韧性、延长模具使用寿命的关键。目前开展方向是低碳构造钢的淬火组织

2、希望得到全部板条马氏体，以保证高的强韧性；对高碳钢倾向于降低碳含量或尽量降低淬火温度来减少孪晶马氏体数量，以保证材料的韧性；对中碳合金钢那么倾向于采用高温淬火，得到较多或全部低碳马氏体组织，来进步断裂韧性。低碳马氏体在塑料模具中的应用1低碳马氏体渗碳型塑料模具钢低碳钢、低碳合金钢模具在成形后进展渗碳、淬火和低温回火，使模具外表得到高碳细针状回火马氏体+颗粒状碳化物+少量残留奥氏体，心部组织主要为低碳马氏体。从而保证了模具外表具有高硬度(58HR62HR)、高耐磨性，而心部具有较高的强韧性(30HR45HR)，用于制造各种要求耐磨性良好、形状复杂、承受载荷较高的塑料成形模具。2超低碳冷挤压成型塑

3、料模具钢国外广泛应用超低碳钢冷挤压成型工艺方法制造塑料模具。由于需要冷挤压成型，除碳含量较低外，经软化退火后，硬度较低(160HBS，挤压复杂型腔时130HBS)，特别合适于冷塑性变形。这类钢在冷挤压成型后进展渗碳、淬火、回火。因此具有消费效率高、制造周期短、模具精度高等优点。典型的钢种有美国P系列低碳模具钢、德国X6r4钢(0.07%，质量分数，下同)和国产LJ-08r3NiV钢(0.08%)。3低碳马氏体钢(0.25%)强韧性型塑料模具钢低碳马氏体钢包括低碳碳素钢和低碳合金钢经低碳马氏体强烈淬火处理后，得到强韧性较高的低碳马氏体组织，代替中碳钢调质处理或低碳钢渗碳、渗氮处理，适用制造各种塑

4、料模具，可显著缩短模具制造周期，降低制造本钱，进步使用寿命，在塑料模具热处理中广泛应用。4低碳马氏体时效硬化型塑料模具钢(1)低碳马氏体时效硬化钢该钢具有较高的屈强比，良好的切削加工和焊接性能和热处理工艺简单等优点。典型钢种是超低碳18Ni钢系列(0.03%)，由于18Ni钢价格昂贵，在国内很少使用。近年来开发的06Ni6rVTiAl(简称06钢，0.06%)，属低镍、低碳马氏体时效硬化钢。该钢经800880加热，水或油冷却固溶处理，(500540)(48)h时效处理后的组织为低碳马氏体+析出强化相Ni3Al、Ni3Ti、Ti和Ti，硬度为42HR45HR，屈从强度1100Pa1400Pa。0

5、6钢通常用来制作的收录机磁带盒模具，其平均寿命110万件，是一种有开展前途的钢种。(2)国产低碳马氏体析出(沉淀)硬化钢典型钢种为25rNi3Al和10Ni3nuAl(简称PS)，适用于制作对变形率要求0.05%，镜面要求或外表要求光刻花纹工艺的精细镜面塑料模具。其中25rNi3Al钢经830固溶处理后，硬度可达50HR，5404h时效处理后，硬度为39HR42HR；PS钢经8701h固溶处理，5104h时效处理后金相组织为低碳马氏体基体上弥散分布大量细小金属间化合物，其硬度为40HR43HR，抗拉强度为1000Pa1300Pa。转贴于论文联盟.ll.5低碳马氏体耐蚀型塑料模具钢(1)低碳马氏

6、体不锈钢主要钢种为2r13钢(0.16%0.25%)和1r17Ni2钢(0.11%0.17%)，适用于制造在腐蚀介质作用下的塑料模具，透明塑料制品模具。(2)低碳马氏体析出(沉淀)硬化型不锈钢典型钢种为国产07r16Ni4u3Nb钢(0.07%，简称R)，该钢经1050淬火后获得单一的低碳马氏体组织，硬度为32HR35HR，可以直接进展切削加工；经460480时效处理后，硬度为42HR44HR，良好的力学性能和抗蚀性。例如聚三氟氯乙烯阀门盖模具，原采用45钢镀铬处理模具，使用寿命为10004000件，后改用低碳马氏体PR钢，寿命可达1000020000件。低碳马氏体在冷作模具中的应用1低碳钢冷

7、作模具的低碳马氏体强烈淬火一些国家已在冷作模具钢标准中列入了低碳马氏体钢(0.25%)，例如在IS4957.1999?冷作合金工具钢?中有以下钢种：5r4钢(0.07%)、7rNi2钢(0.10%)、20r13钢(0.16%0.25%)；德国工具钢种：21nr5钢(0.16%0.24%)、X6r4钢(0.07%)、15Nir18钢(0.10%0.17%)。国内也有不少应用低碳马氏体钢强烈淬火工艺制造冷作模具的实例。(1)20钢锯齿锁紧垫圈冲模该冷冲模用于冲压65n钢带(179HBS217HBS)。原采用T10钢(48HR50HR)，使用寿命1500次；后采用r12V钢(48HR50HR)，使用

8、寿命3000次；而采用20钢(46HR48HR)，使用寿命高达34万次，其处理工艺为：(91010)加热，10%NAL盐水冷却，不回火直接使用，而且本钱低廉。(2)Q235钢剪板机刀片螺栓锻件胎模冲头曾选用Gr15、9Sir、T8及45钢，由于工件有咬模、粘模现象发生，锻坯很难从模具中冲出，致使冲头产生塑性变形、弯曲和断裂，寿命较短，每10件冲头约冲螺栓8001200件；而采用Q235钢做冲头材料，经9505in盐炉加热，10%NAL盐水冷却淬火后不回火直接使用，硬度为36HR40HR，每10件冲头能冲螺栓2000件以上，而且失效形式为塑性变形，消除了冲头使用中碎裂现象，保证了操作者的人身平安

9、。(3)20rnTi钢压制铝套冷挤压模D16、D20型压制钢丝绳铝套冷挤压模原采用rn钢淬火回火后，硬度为45HR50HR，尽管硬度要求在冷挤压模中较低，但是由于rn钢碳化物不均匀性比拟严重，很难防止网状、带状碳化物，因此造成崩刃、开裂而早期失效，使用寿命仅为1000多件，有的仅几百件甚至几十件。选用20rnTi钢制作D16、D20铝套冷挤压模，经950加热盐水淬火后，不回火直接使用，模具硬度为46HR48HR，压制铝套2000多件，仍在继续使用。(4)20r钢冷作模具该钢经渗碳淬火外表强化处理后，可使模具外表获得细针状回火马氏体，硬度为58HR62HR；心部获得低碳马氏体组织，硬度35HR40HR，基体强韧性高，可满足冷作模具高硬度、高强度、高韧性的使用性能要求。例如，汽车软管锌合金接头八角模冲头，硬度要求58HR62HR。原采用r12V钢制造的八角模的寿命很短，往往不到2000件就断裂；把冲头材料换成20r钢并经渗