滲碳型塑料模具用鋼的熱處理

滲碳塑料模具鋼主要用于塑料模具的冷擠壓成型。青島熱處理指材料在固態(tài)下，通過加熱、保溫和冷卻的手段，以獲得預(yù)期組織和性能的一種金屬熱加工工藝。在從石器時代進(jìn)展到銅器時代和鐵器時代的過程中，熱處理的作用逐漸為人們所認(rèn)識。為了便于冷擠壓成型，這種鋼在退火狀態(tài)下必須具有高塑性和低變形抗力，因此對這種鋼要求低碳或超低碳含量，為了提高模具的耐磨性，這種鋼在冷擠壓成型后一般進(jìn)行滲碳淬火回火，其表面硬度可達(dá)58 ~ 62HRC。這種鋼在國外有特殊鋼種，如瑞典的8416、美國的 P2和 P4等。工業(yè)純鐵(如 DT1和 DT2)、20、20Cr、12CRNI3A 和12CR2NI4A 鋼以及新開發(fā)的冷成形特種鋼 IJJ 在中國經(jīng)常使用。

(1) LJ鋼

表4-10顯示 LJ 鋼鐵的化學(xué)成份化學(xué)成份。

表1 LJ鋼的化學(xué)組成成分（質(zhì)量進(jìn)行分?jǐn)?shù)，%）

C

Mn

Si

Cr

Ni

Mo

V

0. 08

0.3

0.2

3.6～4.2

0.3～0.7

0.2～0.6

0.08～0.15

該鋼含碳量很低，因而塑性優(yōu)異、變形抗力低。鋼中主加元素為鉻，輔加元素為鎳、鉬、釩等，合金元素的主要作用是提高淬透性和滲碳能力，增加滲碳層的硬度和耐磨性以及心部的強(qiáng)韌性。

2)工序表現(xiàn)。LJ 鋼具有良好的延展性和熱處理工藝。1鍛造工藝: 加熱溫度1230 °C，初鍛溫度1200 °C，終鍛溫度900cc。2退火工藝: 加熱溫度為880 °C，保溫2h，隨爐緩慢冷卻至650 °C (冷卻速度約為40 °C/H) ，然后出爐冷卻，退火硬度為100 ~ 105HBW，冷擠壓成型可順利進(jìn)行。3固體滲碳工藝: 加熱930 ° C (6 ~ 8) h，滲碳后油淬850 ~ 870 ° C，熱處理后低溫回火200 ~ 220 ° C2H，表面硬度58 ~ 60HRC，中心硬度27 ~ 29HRC，變形量很小。U 鋼滲碳速度快，滲碳層深度大于20鋼兩倍。

3)實(shí)際發(fā)展應(yīng)用。LJ鋼冷成型性與工業(yè)純鐵相近，用冷擠壓法成型的模具型腔輪廓進(jìn)行清晰、光潔、精度高。LJ鋼主要可以用來作為替代10、20鋼及工業(yè)純鐵等冷擠壓技術(shù)成型的精密塑料模。由于沒有滲碳淬硬層較深，基體材料硬度高，不會導(dǎo)致出現(xiàn)型腔表面發(fā)生塌陷和內(nèi)壁或者咬傷感染現(xiàn)象，使用教學(xué)效果具有良好。

(2) 12CrNi3A鋼

1)化學(xué)組成成分。12CrNi3A鋼是傳統(tǒng)的中淬透性合金滲碳鋼，其成分分析見表4-11。

為了提高鋼的淬透性和滲碳層特別是鎳層的強(qiáng)韌性，在固溶強(qiáng)化的同時，鋼的塑性明顯提高。與其他冷成形塑料模具鋼相比，該鋼的冷成形性能為中等。

表212化學(xué)成份(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)

C

Si

Mn

Cr

Ni

P、S

0.09～0.16

0.17～0.37

0.30～0.60

0.60～0.90

2.75～3.25

0.025

2)工藝性能。