耐蚀塑料模具钢
材料学术语
生产塑料制品(如聚氯乙烯、聚苯乙烯和ABS加抗燃树脂等化学性腐蚀塑料为原料)时,成型过程中会分解出腐蚀性气体,对模具产生腐蚀作用,模具材料必须具有较好的耐蚀性能,除可用表面镀铬加以保护外,主要采用中碳或高碳的高铬马氏体不锈钢。同样需要有一定的硬度、强度和耐磨性等使用性能要求。常用的钢种有中碳或高碳的高铬马氏体不锈钢,如2Crl3、3Crl3、4Crl3、9Crl8、Crl8MoV、9Crl8Mo、Crl4MoV、1Crl7Ni2、Crl8MoV和0Crl6Ni4Cu3Nb硬化不锈钢等。
提高钢的耐蚀性
耐蚀塑料模具钢即耐蚀塑料模具不锈钢,常用钢种有Cr13、9Cr18、PCR、17-4PH和AFC-77钢等。钢的腐蚀通常可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。化学腐蚀是金属在外界介质中直接发生化学反应而引起的腐蚀,而电化学腐蚀是金属和周围介质之间产生电化学作用引起的腐蚀,大多数钢的腐蚀属于电化学腐蚀。故提高钢的耐蚀性的主要方法有:①在钢中加入合金元素,如等,使钢的基体电极电位提高;②在钢中加入合金元素,使钢在室温下获得单相组织;③中加入铬、硅、铝等合金元素,使钢的表面形成一层氧化膜,以保证内部不受腐蚀。耐蚀型塑料模具钢主要加入铬来提高钢的耐蚀性。铬是不锈钢中获得耐蚀性的最基本元素,可提高钢基体的电极电位;在氧化性介质中,铬能使钢的表面生成致密的氧化膜;铬还可以扩大钢的铁素体相区,使钢形成铁素体单相组织,但钢中的碳易与铬等合金元素形成碳化物,出现贫铬区,从而降低钢的耐蚀性。故耐蚀型塑料模具钢中的碳的质量分数愈低,其耐蚀性愈好。
分类
常用耐蚀型塑料模具钢分3种。①马氏体型耐蚀塑料模具钢。它具有较高的硬度、强度及耐磨性。②铁素体型耐蚀塑料模具钢。其具有高的耐蚀性,良好的塑性,但强度较低。③奥氏体型耐蚀塑料模具钢。为了获得奥氏体,提高钢的耐蚀性,使钢软化,应采用固熔处理,即将钢加热到1100℃,使碳化物溶人奥氏体,水淬快冷至室温。它属于铬镍型耐蚀钢,具有优良的耐蚀性,良好的塑性、韧性、焊接性,但切削加工性较差。
0Crl6Ni4Cu3Nb(PCR)钢
①主要性能特点。此钢是一种马氏体沉淀硬化不锈钢,因含碳量低,耐蚀性和焊接性都优于马氏体型不锈钢,而接近于奥氏体不锈钢。PCR钢热处理工艺简单,固溶处理后可获得单一的板条状马氏体组织,硬度为32~35HRC,具有良好的切削加工性能。经460~480℃时效处理后,可使强度和硬度进一步提高,同时获得较好的综合力学性能。PCR钢适于制造高耐磨、高精密和耐蚀性要求好的含、氯等塑料树脂成型模。
②热处理工艺。PCR钢固溶处理温度为1000~1100℃,空冷或油冷至室温。时效处理温度为420~480℃,但在440℃时冲击韧度最低,因此,推荐时效处理温度为460℃,时效后硬度为42~44HRC。PCR钢经时效处理后,工件仅有微量变形,其抛光性能也好,抛光后可在300~400℃温度下进行PVD表面离子镀处理,处理后可获得大于1600HV的表面硬度。
17-4PH和AFC-77钢
这两种都属于马氏体沉淀硬化型不锈钢,经1000~1050℃固熔处理后,获得马氏体和大量残余奥氏体组织,所以固溶处理后需经-73℃的冷处理,以减少残余奥氏体量。这两种钢的时效处理一般在冷处理后进行,时效处理温度480~650℃,处理后具有较高的强度和硬度,并且耐大气和水的腐蚀。这类钢主要适于制造高硬度和耐蚀性的塑料模,由于价格昂贵,它的应用受到限制,可由PCR钢替代。
参考资料
最新修订时间:2023-01-31 21:33
目录
概述
提高钢的耐蚀性
参考资料