不鏽鋼材在模（mó）具中的應用如何

  在機電或工業等（děng）行業的人士都知道，過去，不（bú）鏽鋼材在化工、航天、航空、原子能以及民用工業（yè）應（yīng）用較多，在模具製造中應用較少，但（dàn）是由（yóu）於模具工業的發展，模具工作的環境（jìng）對模具材料的性能要求越來越高，在操作具有化學（xué）腐蝕的塑（sù）料為原料的塑料製品時，模具必（bì）須具有防腐蝕性能；在強（qiáng）磁場中工（gōng）作的模具不應產生感應；一（yī）些耐高溫、耐蝕、抗氧化（huà）性的熱處理（lǐ）模具以及一些（xiē）精密（mì）耐蝕模具（jù）需要通過時效來提高模具硬度，以上幾類模具都要求模具具有特殊性（xìng）能。而各類不鏽鋼正是具（jù）有以上性能並能滿足以上需要，從（cóng）而解決（jué）了操作中（zhōng）的難題。
根據模具的工作條件，選擇了幾種不同類型的不鏽鋼，並（bìng）簡要的介（jiè）紹了其熱處理工藝。
下麵我們就逐一探討下：
一（yī）、馬氏體不鏽鋼的應（yīng）用
在具有（yǒu）化學（xué）腐蝕性環境中工作的模具，必須具有耐腐蝕性，而且還要求具有一（yī）定的硬度、強度和耐磨（mó）性能等。這類要求高硬度的模具一般選（xuǎn）用馬氏體不鏽鋼製造（zào），常用的馬（mǎ）氏體不（bú）鏽鋼有（yǒu）：2Cr13、3Cr13、4Cr13、3Cr17Mo、9Cr18、9Cr18Mo、Cr14Mo4V、1Cr17Ni2等。下麵根據硬度的要求介紹了幾（jǐ）種不鏽（xiù）鋼（gāng）：
（1）中碳高鉻耐蝕馬氏體（tǐ）不鏽鋼應用
這類鋼要求硬度在50—55HRC左右。典型的不鏽鋼為4Cr13，該鋼為（wéi）中碳馬氏體不鏽鋼，熱處理後有較高的硬度和耐磨性，且抗大氣和水蒸汽腐蝕，可用於製（zhì）造要（yào）求具有一定（dìng）耐蝕性能的塑料模具。該鋼的淬火溫度一般（bān）選擇1050℃，該鋼淬透性好，對於小型塑料模具，淬火時可用空（kōng）氣冷卻（què），以減少模具的熱處理變形；而對於尺寸較大的模具可采用油（yóu）淬，淬火後的模具一般采用200-300℃回火，回火後硬度為50—53HRC。適宜製造承包商負荷、高耐磨及腐蝕介質作用下的塑料製（zhì）品的（de）模具，例如304不鏽鋼六角棒。
  （2）高碳高鉻性（xìng）不鏽鋼應用
對於要求較高硬度、較高耐磨性的（de）耐蝕（shí）塑料模具（jù）可選擇高碳高鉻型不鏽鋼，如9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14MoV等。以Cr14MoV為例，其（qí）含（hán）碳（tàn）量為1.0%—1.15%，該（gāi）鋼具有較好的淬透性，淬火溫度一（yī）般選擇為1100—1120℃油冷，硬度大於或等於58 HRC，回火溫度為500℃，保溫2h，回火4次（cì），其硬度大於或等於60 HRC。該鋼具有高硬度（dù）、高耐磨性和良好的耐腐蝕性，高溫硬度也較高，適宜製造在腐蝕介質作用下承受高負荷、高耐磨的（de）塑（sù）料模具。
（3）低碳鉻鎳型耐蝕不鏽鋼的應用
1Cr17Ni2鋼屬於馬氏體（tǐ）型不鏽鋼耐（nài）酸鋼，對於氧酸類（一定（dìng）溫度、濃度的硝酸，大部分的有機酸）以及（jí）鹽類的水溶液有良好的（de）耐蝕（shí）性；該鋼有較高的強度和適宜的硬度（dù），乃是性能比4Cr13鋼好，因此要求耐蝕性能高的（de）塑料模具（jù），仍然有一部分采用該型號的不鏽鋼製造（zào）。
1Cr17Ni2鋼淬火溫度範圍為950—1050℃油冷。淬火後低溫回火或高（gāo）溫回火性能均（jun1）有較（jiào）好的耐腐蝕，淬火後經200—300℃回火，鋼的硬度為38—40HRC，如通過冷處理，可使奧氏體繼續轉化為馬氏體，硬度可提高（gāo）到42—48HRC，鋼的（de）強度、硬度較（jiào）高，耐磨性好，而且有較高的耐（nài）腐蝕（shí）性能。回火溫度在600—700℃，鋼的基（jī）本組織為回火索氏體，具有較好的強度和韌度配合，而且也有較高的耐蝕性能。該類鋼還（hái）可（kě）以通過滲氮處（chù）理，提高耐磨性、抗咬合能力和模具的使用壽命。
1Cr17Ni2鋼主要用於（yú）耐腐（fǔ）蝕（shí）、高精度的塑料模具。

   二、 馬氏體不鏽鋼模具（jù）在熱處理過程（chéng）中會產生變形，這是模具熱處理三大難題之一（變形、開裂、淬硬（yìng）），如何既保持模具的加工精（jīng）度，又使模具具有（yǒu）較高硬度。對於複雜、精密（mì）、長壽命麵臨（lín）的（de）一個重要課題，國內研製和發展了一係列的沉澱硬化不（bú）鏽鋼解決了這道（dào）難題，常用的此類不鏽鋼有：0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17NiAl、0Cr12Ni4Mn、0Cr15Ni7Mo4Al、1Cr14Co13Mo5V、5Mo3Al等。316不鏽鋼扁鋼
例如0Cr17Ni4Cu4Nb是一種馬氏體沉澱硬化不鏽鋼，因含碳量低，耐腐蝕性優於馬氏體不鏽鋼，而接近於奧氏體不鏽鋼。該鋼熱（rè）處理工藝簡單（dān），固溶溫度為1040℃，水冷，熱處理（lǐ）後可獲得單一板條狀馬氏體，硬度為32—34HRC，具有良（liáng）好的切（qiē）削加工（gōng）性能，便於模具（jù）的硬度（dù）可達到40HRC，由於溫度（dù）較低，模具變形（xíng）較小，硬度（dù）和強度皆有提高，同時獲得綜合的力學性能。為（wéi）了提高模（mó）具的表麵硬度和耐磨（mó）性，該類鋼製模具可采用離子氮化表麵處理，表麵硬度可達900HV以（yǐ）上，大大延長了模具的使用壽命。
沉澱硬化（huà）型不鏽（xiù）鋼主要用（yòng）於製（zhì）造耐腐蝕、高精度的塑料模具。

三、奧氏體不鏽鋼在熱作模具上的應用
          今年來為了滿足耐高溫、耐（nài）蝕、抗氧化要求（qiú）而引入的奧氏體不鏽（xiù）鋼作（zuò）為熱作模具材料已經逐步（bù）獲得了廣泛的應用。這類鋼一般都含有Ni、Mn等奧（ào）氏體形成元素，同時加入一定量的C、Cr等（děng）元素，從而使得奧氏體變形（xíng）更加穩定（dìng），且始（shǐ）終（zhōng）保持奧氏體組織，其中0Cr14Ni25Co2V、4Cr14Ni14W2Mo鋼屬於（yú）鉻鎳係奧氏體不鏽鋼，其優點是組織比較穩定，在加熱和冷卻過程中均不發生相變，具有很高的高溫強度和耐熱性。缺點是線（xiàn）脹係數大，導熱性差，降低了鋼的熱疲勞性能，不（bú）適宜作為強（qiáng）烈水冷的（de）模具材料。
4Cr14Ni14W2Mo鋼在650℃以（yǐ）下有良好的機械性能；在600—800℃時，易因強烈的時效而（ér）強化；在800℃以下耐熱不起皮；在900℃以下（xià）耐（nài）氣體腐蝕能力（lì）高。該鋼熱處理工（gōng）藝為：固溶溫度1000—1100℃水冷，組（zǔ）織（zhī）為奧氏（shì）體；時效處理溫度為（wéi）750℃，空冷，組織為（wéi）奧氏（shì）體。
4Cr14Ni14W2Mo鋼抗氧化性好，可以蠕變成形模、強腐蝕性的玻璃成形模（mó）以及壓鑄用型芯（xīn）等熱作模（mó）具。