【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 36 900 575 47 625 49 650 37 4. 5CrNiMnMoVSCa（ 5NiSCa）鋼 （ 4）生產(chǎn)應(yīng)用 制造型 腔復(fù)雜、型腔質(zhì)量要求高的 塑料模具 注射模 壓縮模 橡膠模 印制板沖孔模 收錄機(jī)、收音機(jī)外殼、后蓋、面板、音窗；洗衣機(jī)上蓋、電視機(jī)前框鑲塊，后蓋等等注塑模，各種印刷線路板凹模，汽車密封 O型圈、油封等橡膠模。上述模具中有的用 5NiSCa已經(jīng) 代替了進(jìn)口模具材料 ，有的模具壽命比 45鋼提高了 3～ 5倍，同時(shí)加快了制模周期，改善了塑料制品外觀質(zhì)量。曾在 全國(guó)第二屆發(fā)明展覽上獲發(fā)明四等獎(jiǎng)。 表 311 SM1鋼化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） (%) C Mn S P Cr Ni Mo V Si 0～0 0～0 80～50 ＜30 0～0 0～0 0～0 0～0 ＜0 相變點(diǎn) ： Ac1=712℃ 、 Ac3=772℃ 、Ｍ s=290℃ 。 5. Y55CrNiMnMoV（ SM1）鋼 ? SM1屬易切削調(diào)質(zhì)型預(yù)硬化塑料模具鋼，預(yù)硬態(tài)交貨，預(yù)硬硬度為 35～ 40HRC。易切削效果明顯、性能穩(wěn)定、綜合性能明顯優(yōu)于 45鋼，還具有耐蝕性較好和可滲氮等優(yōu)點(diǎn)。 （ 1） 化學(xué)成分及相變點(diǎn) 5. Y55CrNiMnMoV（ SM1）鋼 （ 2）工藝性能 ①鍛造：鍛造性能良好，鍛造無特殊要求。 ②軟化 處理 ： 800℃ 3ｈ +680℃ 5ｈ，硬度 ≤235HBS 。 ③淬火、回火： 800～ 860℃ 加熱油淬， 600～ 650℃ 回火 σb /MPa /Mpa δ5(%) ψ(%) Αk /(J/cm2) 硬度HRC 1176 980 15 45 44 35 表 312 SM1鋼的力學(xué)性能 （ 3）工藝性能 5. Y55CrNiMnMoV（ SM1）鋼 （ 4）實(shí)際應(yīng)用 Y55CrNiMnMoV鋼生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便易行，性能優(yōu)越穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。經(jīng)電子、儀表、家電、玩具、日用五金等行業(yè)推廣應(yīng)用，效果顯著。 成分特點(diǎn)： 碳含量低、合金度較高 熱處理特點(diǎn)： 固溶處理（溫度高） +時(shí)效（溫度低） 性能特點(diǎn)： 固溶處理后， 硬度低 HRC30左右， 可 機(jī)械成型加工 。低溫 時(shí)效處理 ， 析出彌散合金化合物，獲高硬度，這就 有效地保證了模具最終尺寸和形狀的精度。 介紹幾種時(shí)效硬化型塑料模具用鋼。 25CrNi3MoAl鋼 18Ni類鋼 06Ni6CrMoVTiAl（ 06Ni）鋼 10Ni3MnCuAlMoS（ PMS）鏡面塑料模具鋼 Y20CrNi3AlMnMo（ SM2）鋼 幾種典型塑料模具材料 時(shí)效硬化型塑料模具用鋼 1. 25CrNi3MoAl鋼 ? 25CrNi3MoAl屬低鎳無鈷時(shí)效硬化鋼，這是參考了 美國(guó) P21鋼的成分，并根據(jù)我國(guó)冶煉工業(yè)的特點(diǎn)及使用廠對(duì)性能的要求加以改進(jìn)而研制的一種新型時(shí)效硬化鋼，為我國(guó)時(shí)效硬化型精密塑料模具專用鋼種填補(bǔ)了空白。 （低鎳無鈷，價(jià)格遠(yuǎn)低于馬氏體時(shí)效鋼 06Ni6CrMoVTiAl和 18Ni系列鋼 ） （ 1） 化學(xué)成分及相變點(diǎn) ? 25CrNi3MoAl鋼的化學(xué)成分見表 313。 幾種典型塑料模具材料 時(shí)效硬化型塑料模具用鋼 表 313 25CrNi3MoAl鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù) )（ %） C Cr Ni Mo Al Si Mn S、 P ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ≤ 相變點(diǎn) Ac1≈740℃ ， Ac3≈780℃ ， Ms≈290℃ 。 （ 2） 力學(xué)性能 ① 硬度： 25CrNi3MoAl鋼經(jīng)不同溫度固溶及時(shí)效處理后的硬度分別見表 314及表 315。 2.（ 1）化學(xué)成分和相變點(diǎn) 表 314 25CrNi3MoAl鋼經(jīng)不同溫度 （保溫 30min） 固溶處理后的硬度 加熱溫度 /℃ 880 920 960 1000 硬度 HRC 49 880℃ 水冷 (馬氏體 )后 49HRC，經(jīng)過 680 ℃ 4~6h高溫回火（ 回火馬氏體，不析出 Ni3Al相 ），軟化至 22~23HRC后，進(jìn)行機(jī)械加工。 表 315 25CrNi3MoAl鋼時(shí)效處理 （ 20~24h， 析出 NiAl相 ） 后的硬度 時(shí)效溫度 /℃ 500 520 540 硬度HRC ～38 39～ 41 39～ 42 （ 2）室溫力學(xué)性能： 25CrNi3MoAl鋼經(jīng) 880℃ 固溶， 680℃ 回火， 540℃ 時(shí)效處理 8ｈ后的力學(xué)性能見表 316。 表 316 25CrNi3MoAl鋼的室溫力學(xué)性能 HRC σb/Mpa σs/MPa δ(%) ψ(%) αk①/(J/cm2) 39～ 42 1260～ 1350 1170～ 1200 13～ 55～ 59 45～ 52 ① αk 值為夏比 U形試樣沖擊韌度值。 （ 3） 熱處理工藝 ① 一般精密塑料模具： 淬火 → 高溫回火 → 機(jī)加工成形 → 時(shí)效處理 → 研磨、拋光或光刻花紋 → 裝配使用 ? 淬火 ： 880℃ ，空冷或水冷， 48～ 50HRC ? 高溫回火 :680℃ 4～ 6ｈ，空冷或水冷， 22～ 23HRC ? 經(jīng)機(jī)加工成形 ? 時(shí)效處理 :520～ 540℃ 6～ 8ｈ，空冷， 39～ 42HRC ? 研磨、拋光或光刻花紋后裝配使用。 ? 變形率為 ％。 ②高精密塑料模具： 淬火 → 高溫回火 → 機(jī)加工成形 → 去應(yīng)力退火 → 時(shí)效處理→ 研磨、拋光或光刻花紋 → 裝配使用 研磨、拋光或光刻花紋 → 裝配使用 ? 淬火 ： 880℃ ，空冷或水冷， 48～ 50HRC ? 高溫回火 :680℃ 4～ 6ｈ，空冷或水冷， 22～ 23HRC ? 經(jīng)粗加工和半精加工 ? 去應(yīng)力退火： 650℃ 1ｈ，消除殘留內(nèi)應(yīng)力，再精加工。 ? 時(shí)效處理 :520～ 540℃ 6～ 8ｈ，空冷， 39～ 42HRC ? 研磨、拋光或光刻花紋后裝配使用。 ? 變形率為 %～ %。 ③ 沖擊韌度要求不高的塑料模具： ? 鍛坯退火 后 直接經(jīng)粗加工、精加工，進(jìn)行 520～540℃ 、 6～ 8ｈ的時(shí)效處理，再經(jīng)研磨、拋光及裝配使用。經(jīng)此處理后，模具硬度 40～ 43HRC，時(shí)效變形率 ≤% 。 ④ 冷擠型腔工藝的塑料模具： ? 模具鍛坯經(jīng)軟化處理后，即對(duì)模具擠壓面進(jìn)行加工、研磨、拋光。然后對(duì)冷擠壓模具型腔和模具外形進(jìn)行修整，最后對(duì)模具進(jìn)行真空時(shí)效處理或表面滲氮處理后再裝配使用 （ 4） 特點(diǎn)及應(yīng)用 綜上所述， 25CrNi3MoAl鋼有如下特點(diǎn)： ①鋼中含鎳量低，價(jià)格遠(yuǎn)低于馬氏體時(shí)效鋼，也低于超低碳中合金時(shí)效鋼。 ②調(diào)質(zhì)硬度為 230～ 250HBS，常規(guī)切削加工和電加工性能良好。時(shí)效硬度為 38～ 42HRC，時(shí)效處理及滲氮處理溫度范圍相當(dāng)，且滲氮性能好，滲氮后表層硬度達(dá) 1000HV以上，而心部硬度保持在 38～ 42HRC。 ③鏡面研磨性好，表面粗糙度可在 Ra ～ m，表面光刻浸蝕性好，光刻花紋清晰均勻。 ④ 焊接修補(bǔ)性好，焊縫處可加工，時(shí)效后焊縫硬度和基體硬度相近。 ? 25CrNi3MoAl鋼可用以制作普通及高精密塑料模具，經(jīng)十多家工廠試用，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。 2. 18Ni類鋼 00Ni18Co8Mo3TiAl（ 140級(jí)） 00Ni18Co8Mo5TiAl（ 170級(jí)） 00Ni18Co9Mo5TiAl（ 210級(jí) ) 00Ni18Co12Mo4Ti2Al 這類鋼屬于低碳馬氏體時(shí)效鋼，其成分和力學(xué)性能見表 317。 表 317 18Ni類鋼的化學(xué)成分和力學(xué)性能 18Ni鋼級(jí) 化學(xué)成分（ w，％） 熱處理工 藝 σs /MPa σb /MPa δ (%) ψ (%) 硬度 HRC Ni Co Mo Ti Al 140級(jí) ～ 8～ 9 ～ ～ ～ 815℃ 177。 10℃ 固溶處理 1h空冷，經(jīng)480℃ 177。 10℃ 時(shí)效3h，空冷 1350～1450 1400～1550 14～ 16 65～ 70 46～ 48 170級(jí) 17～ 19 ～ ～ ～ ～ 1700～1900 1750～1950 10～ 12 48～ 58 50～ 52 210級(jí) 18～ 19 ～ ～ ～ ～ 2050～2100 2100～2150 12 60 53～ 55 ? 馬氏體時(shí)效鋼碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)極低（約 %），目的是改善鋼的韌性。因這類鋼的屈服強(qiáng)度有 1400MPa， 1700MPa，2100MPa三個(gè)級(jí)別，可分別簡(jiǎn)寫為 18Ni140級(jí)、 18Ni170級(jí)和 18Ni210級(jí)，也分別對(duì)應(yīng)國(guó)外的 18Ni250級(jí)、 18Ni300級(jí)和 18Ni350級(jí)。 ? 18Ni馬氏體時(shí)效鋼中起時(shí)效硬化作用的合金元素是鈦、鋁、鈷，鉬。 18Ni中加入大量的鎳，主要作用是保證固溶體淬火后能獲得單一的馬氏體，其次 Ni與 Mo作用形成時(shí)效強(qiáng)化相 Ni3Mo，鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 10%以上，還能提高馬氏體時(shí)效鋼的斷裂韌度。 ? 18Ni類鋼主要用在精密鍛模及制造高精度、超鏡面、型腔復(fù)雜、大截面、大批量生產(chǎn)的塑料模具。但因 Ni、Co等貴重金屬元素含量高，價(jià)格昂貴，尚難以廣泛應(yīng)用。 3. 06Ni6CrMoVTiAl（ 06Ni）鋼 ? 06Ni6CrMoVTiAl鋼屬低鎳馬氏體時(shí)效鋼。該鋼突出優(yōu)點(diǎn)是熱處理變形小，拋光性能好，固溶硬度低，切削加工性能好，具有良好的綜合力學(xué)性能以及滲氮、焊接性能。因?yàn)楹辖鸷康?，其價(jià)格比 18Ni型馬氏體時(shí)效鋼低得多。 (1)化學(xué)成分及相變點(diǎn)