4Cr13模具钢在高镜面塑料模具中的运用事例

时间: 2024-01-01 09:55:31 |   作者: hth官网首页

  跟着轿车和家电业的迅猛发展，对高镜面塑料制品的需求继续不断的添加，使得4Cr13马氏体不锈钢这一典型的耐蚀镜面塑料模具钢备受瞩目。因为该类模具钢中合金元素铬含量较高，有必要进行球化退火以消除剩余应力、下降硬度，并改进碳化物散布。球化后的碳化物颗粒形状和尺度散布均匀性是评价这类模具钢功能的重要目标，一起球化退火处理也为后续热处理奠定了安排根底，从而影响了钢材的运用功能。

  现有研讨指出，当过共析钢加热到A₁（珠光体向奥氏体改变的开端温度）～Aₘ（二次渗碳体彻底溶入奥氏体的终了温度）间某一温度时，碳化物不能彻底溶解，而会以颗粒的方法散布在奥氏体基体上。当温度下降到A₁以下某一温度时，碳化物会成为形核中心并逐步长大，完结球化进程，这一进程被称为离散共析。该进程可完成过共析钢的快速球化退火，进步出产功率，削减相关本钱。研讨还标明，球化前的初始安排对退火安排有着显着的影响。在珠光体球化进程中，因为驱动力的不同，合金元素与碳元素呈现出3种分散方法。在这方面，当驱动力较小时，合金元素和碳元素需要在铁素体和奥氏体之间重新分配，铁素体因为合金元素的分配速率较慢而缓慢成长，这一分散模型被称为分配部分平衡（PLE）模型。

  但是，关于4Cr13塑料模具钢的球化退火工艺研讨较为有限，现在模具企业运用的退火工艺存在动摇较大，球化安排操控能力不行，导致模具质量的稳定性难以达到产品要求。因而，为了优化4Cr13模具钢的安排操控技能，本研讨运用胀大差分仪对4Cr13塑料模具钢的过冷奥氏体等温改变曲线（TTT）进行了测验，并研讨了该钢的等温相变规则。一起，通过一系列剖析通过不同工艺固溶和球化退火处理后钢的安排和硬度，本研讨旨在取得最优的工艺参数，为4Cr13模具钢的优化安排操控技能供给有利参阅。实验中将实验钢加工成尺度为12 mm×12 mm×12 mm的试样，进行了固溶和球化退火预处理工艺。其间，固溶处理温度θ₁分别为1010、1050、1070、1090℃，保温时刻t₁分别为2、3 h。固溶完毕后运用淬火油进行淬火。依据离散共析原理及相关研讨结果，球化退火工艺包含奥氏体化和等温球化两个阶段。关于过共析钢，奥氏体化温度为Aₐ～Aₘ间某一温度，而4Cr13模具钢中二次碳化物不是渗碳体，不存在清晰的A₍ₘ）。结合Jmatpro软件计算结果，铁素体、M₂₃C型碳化物、M₇C₃型碳化物彻底溶入奥氏体的温度分别为856、1067、1096℃。因而，开始确认奥氏体化工艺为905℃保温2h。将奥氏体化的实验钢炉冷至珠光体改变温度区间进行等温球化处理，等温球化温度θ₂分别为700、725、750、770℃，保温时刻t₂分别为5、8 h，然后炉冷至350℃空冷。选用HB-3000型布氏硬度计进行硬度测验，载荷为1839 N，保载时刻为10 s，每个试样测5次取平均值。对试样进行磨抛，用体积分数为5%硝酸乙醇溶液腐蚀后，选用MA 100型光学显微镜（OM）和Zeiss Supra 40型扫描电子显微镜（SEM）调查显微安排。随机挑选了10张5000倍SEM相片，选用Image—Pro Plus 6.0图画处理软件对碳化物的直径散布进行计算。选用SEM顺便的能谱仪（EDS）进行微区成分剖析。

  在725℃等温时，实验钢的珠光体形核孕育期最短，跟着温度的升高或下降，珠光体改变都会推延。

  通过1010℃固溶处理后，实验钢安排中存在很多尺度为1～3μm的不规则球状碳化物，部分呈链状散布。通过1050℃×3 h固溶处理后，碳化物占比显着下降且散布更为弥散。当固溶温度上升至1070～1090℃后，碳化物根本溶解，马氏体板条束显着粗化。最优的固溶工艺为1050℃保温3h。

  通过1050℃×3 h固溶处理、905℃×2 h奥氏体化2h以及不一样的温度和时刻的等温球化处理后，跟着等温球化温度的升高，链状碳化物数量先削减后增多。保温时刻越长，球状碳化物的散布越均匀。在750℃保温8h的等温球化工艺下，实验钢的安排均匀弥散，链状碳化物最少，碳化物直径小于0.5μm的占比约为78.92%，相较于锻态实验钢添加了约28.55%。

  实验钢的硬度跟着等温球化温度的升高先下降后升高，通过1050℃固溶3h+905℃奥氏体化2 h+750℃退火8h工艺下，实验钢的安排弥散程度最佳，球化作用最好，硬度最低，约为192 HBW。