時效硬化型鋼棒/12CrNi3A/退火工藝模具棒材、廣州聯(lián)眾不銹鋼東莞分公司是一家集★生產(chǎn)★加工和★銷售★于一體的不銹鋼綜合性企業(yè)，公司不斷引進(jìn)*的設(shè)備,管理經(jīng)驗和高素質(zhì)人才,提升管理水平。并已通過ISO9001品質(zhì)、14001環(huán)境及OHSAS18001職業(yè)安全衛(wèi)生等多項管理系統(tǒng)認(rèn)證。在多年的經(jīng)營中以快捷、高效和完善的售后服務(wù)，贏得了廣大用戶的贊同。在珠江三角洲地區(qū)與國內(nèi)多家大型企業(yè)和港、聯(lián)眾企業(yè)分別建立了穩(wěn)定的不銹鋼原材料供應(yīng)關(guān)系。
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塑料模具鋼按鋼材特性和使用時的熱處理狀態(tài)可分為：滲碳型、調(diào)質(zhì)型、淬硬型、預(yù)硬型、耐蝕型、時效硬化型等。
1. 滲碳型塑料模具鋼
滲碳型塑料模具鋼主要用于冷擠壓成型塑料模具型腔。退火態(tài)須具有高的塑性和低的變形抗力。成型復(fù)雜型腔時，退火硬度≤100HBS；成型淺型腔時，退火硬度≤160HBS。為提高模具的耐磨性，冷擠壓成型后一般都進(jìn)行滲碳和淬火-回火處理，表面硬度可達(dá)58～62HRC。
碳素滲碳鋼有工業(yè)純鐵、10、20鋼，價格便宜，但淬透性差，熱處理后心部強度低，只適宜制造一些承受載荷較小的塑料模具。
合金滲碳鋼有20Cr、12CrNi3A、12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4、0Cr4NiMoV（LJ）等，其淬透性較高，適合于制造截面大、承載重的塑料模具。下面介紹兩個典型鋼種。
（1） 0Cr4NiMoV（LJ）鋼
0Cr4NiMoV鋼為國內(nèi)新研制的冷成型鋼，也稱LJ鋼。該鋼的含碳量低于0.1%，具有高的塑性和低的抗力，主加合金元素為鉻，輔加元素為鎳、鉬、釩等。合金元素的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韌性。該鋼的冷成型性與工業(yè)純鐵相近，成型的模具型腔輪廓清晰、光潔、精度高。
LJ鋼主要用來替代工業(yè)純鐵、10、20鋼制作冷成型的精密、復(fù)雜的塑料模具。由于滲碳淬硬層較深，基體硬度高，表面塌陷和內(nèi)壁咬傷現(xiàn)象不會出現(xiàn)，使用效果良好。
（2） 12CrNi3A鋼
12CrNi3A鋼的低碳保證冷成型性，鉻、鎳合金元素的作用是提高淬透性和滲碳層的強韌性，塑韌性方面鎳更突出。該鋼淬火低溫回火或高溫回火后都有良好的綜合力學(xué)性能。退火后冷成型性中等，正火后切削加工性能良好。
12CrNi3A鋼主要用來制作冷擠壓成型的形狀復(fù)雜的淺型腔塑料模具或大、中型切削加工成型的塑料模具。
2. 淬硬型塑料模具用鋼
淬硬型塑料模具用鋼是對模具整體淬硬、在高硬度下使用的塑料模具用鋼。熱固性塑料、復(fù)合強化塑料（如尼龍型強化或玻璃纖維強化塑料）產(chǎn)品的模具，以及生產(chǎn)批量很大、要求模具使用壽命很長的塑料模具，除了型腔表面應(yīng)有高耐磨性之外，基體還應(yīng)具有較高強度、硬度和韌性，一般選用高淬透性的淬硬型塑料模具用鋼。常用的鋼種：碳素工具鋼（T7A、T10A），冷作模具鋼（9SiCr、9Mn2V、CrWMn、GCr15、7CrSiMnMoV、Cr12型、高速鋼及基體鋼等），熱作模具鋼（5CrNiMo、5CrMnMo、4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、5CrW2Si等）。
碳素工具鋼用于制造尺寸不大、承載較小、形狀簡單、變形要求不高的塑料模具，特別是利用淬透性低的特點制作表面耐磨而心部有一定韌性的凹模型腔。
低合金冷作模具鋼用于制造尺寸較大、形狀較復(fù)雜和精度較高的塑料模具；Cr12MoV鋼用于制造高耐磨性的大型、復(fù)雜、精密的塑料模具；W6Mo5Cr4V2鋼用于制造強度高、耐磨性好的塑料模具；GD鋼（高強韌低合金冷作模具鋼）用于制造強韌性高、淬透性和耐磨性好、淬火變形小的塑料模具，取代Cr12型或基體鋼（其化學(xué)成分相當(dāng)于高速鋼的基體成分的一種特殊用途工具鋼）制造大型、高耐磨、高精度塑料模具，不僅降低了成本，而且提高了壽命。
熱作模具鋼與冷作模具鋼相比，韌性好、淬透性及回火穩(wěn)定性高，加上可以通過滲氮提高其耐磨性，常用于制造復(fù)雜、精密、強韌性及耐磨性高的高溫固化塑料的塑料模具。
3. 預(yù)硬型塑料模具用鋼
預(yù)硬型塑料模具用鋼是冶金廠在供貨時，已將模具鋼材預(yù)*行了熱處理，獲得模具要求的硬度和性能，用戶購得材料加工成模具后，不再進(jìn)行熱處理而直接使用，從而避免了由于熱處理而引起的模具變形和開裂，并保證了模具的制造精度。預(yù)硬處理一般為調(diào)質(zhì)處理。
預(yù)硬型塑料模具用鋼大多數(shù)以中碳鋼為基礎(chǔ)，加入適量的鉻、錳、鎳、鉬、釩等合金元素制成。為改善其切削加工性能，加入硫、鈣、鉛、硒等元素，制得易切削預(yù)硬化鋼。常用鋼種有3Cr2Mo（P20）系列、5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）、8Cr2MnWMoVS、Y55CrNiMnMoV（SM1）等。
（1）3Cr2Mo（P20）系列鋼
P20系列鋼主要包括3Cr2Mo（P20）、3Cr2NiMo（P4410）和4Cr2MnNiMo（718），該系列鋼屬于中碳低合金鋼。
1）3Cr2Mo（P20）鋼具有高的潔凈度，不僅鏡面拋光性好，而且力學(xué)性能均勻。調(diào)質(zhì)預(yù)硬處理硬度為30～36HRC。增加耐磨性的表面處理選擇鍍鉻、滲氮處理等。主要用于制造中、小型或大型的復(fù)雜、精密塑料模具。P20S、P20Ca是P20基礎(chǔ)上添加S或Ca，以改善其切削性能。
2）3Cr2NiMo（P4410）鋼是 P20的改進(jìn)型，P20基礎(chǔ)上添加1.0%左右的鎳，使淬透性、強韌性和抗浸蝕性明顯提高。該鋼潔凈度高、組織致密，鏡面拋光性好，表面粗糙度值可達(dá)Ra0.01～0.005μm。調(diào)質(zhì)預(yù)硬處理硬度為32～36HRC。局部可火焰淬火，淬硬度為56～62HRC。焊接性好，可焊補修復(fù)。鍍鉻后硬度達(dá)1000HV，有利于提高其耐磨性和耐蝕性。主要用于制造截面厚度≥250mm的塑膠模具，如大型塑料制件、電視機外殼、洗衣機面板等。
3）4Cr2MnNiMo（718）鋼也是P20的改進(jìn)型，瑞典通用塑料模具鋼。該鋼的成分、特性與P4410相近，是國內(nèi)仿718的研制品，主要用于制造截面厚度≥400mm的塑料模具。
（2）5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）鋼
5NiSCa鋼是我國研制的高效新鋼種, 屬于硫、鈣復(fù)合系易切削預(yù)硬化模具鋼。該鋼不僅具有良好的切削加工性, 而且鏡面拋光性也好, 蝕刻花紋圖案清晰逼真, 并在使用中有較強的保持模具鏡面的能力。
5NiSCa鋼具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能、耐磨性能、等向性能、切削加工性能和鏡面拋光性能，表面粗糙度值可達(dá)Ra 0.05～0.025μm。拋光后的模具，置于大氣中容易銹蝕氧化，應(yīng)及時進(jìn)行鍍鉻或滲氮處理，既能保護(hù)型腔表面, 又能提高表面硬度和耐磨性。5NiSCa鋼在高硬度（50HRC以上）仍具有高的韌性及止裂能力，且變形小。
5NiSCa鋼主要用于制造型腔復(fù)雜、精密的注射模，橡膠模，膠木模等。壽命超過P20。
（3） 8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）鋼
8Cr2S鋼是我國研制的硫系易切削預(yù)硬化高碳鋼，該鋼不僅用來制作精密零件的冷沖壓模具, 而且經(jīng)預(yù)硬化后還可以用來制作塑料成型模具。該鋼具有高的強韌性、良好的切削加工性能和鏡面拋光性能，具有良好的表面處理性能，可進(jìn)行滲氮、滲硼、鍍鉻、鍍鎳等表面處理。
8Cr2S鋼主要用于制造精密的橡膠模和膠木模等。
（4） Y55CrNiMnMoV（SM1） 鋼
SM1鋼也為一種含硫系易切削塑料模具鋼，其碳、鉻含量較低，經(jīng)預(yù)硬處理后，硬度一般為35～40HRC。在此硬度下，SM1鋼具有高的強韌性、優(yōu)良的切削加工性和鏡面拋光性能，模具加工成型后可不再熱處理而直接使用。此鋼還具有較好的耐蝕性和可滲氮等優(yōu)點。
SM1鋼廣泛用于制造高精度橡塑成型模具，如錄音機外殼模、洗衣機外殼模、繼電器組合件注射模等。
除上述介紹的鋼種以外，中碳成分的合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼，如40Cr、38CrMoAlA、5CrMnMo、4Cr5MoSiV1、45、50、55等，都可作為預(yù)硬型塑料模具鋼使用。40Cr和45鋼由于貨源充足，價格便宜，在我國也是用于塑料模具的主要鋼種之一。
4. 時效硬化型塑料模具用鋼
時效硬化型塑料模具用鋼含碳量低、合金度較高，經(jīng)高溫固溶處理后，組織為單一的過飽和固溶體，鋼處于軟化狀態(tài)（一般為28～34HRC），可進(jìn)行切削加工，冷加工成型后進(jìn)行時效處理，固溶體中析出細(xì)小彌散的第二相（金屬化合物），使鋼的強度和硬度大幅度提高，時效過程引起的形狀、尺寸變化極小。制造的塑料模具既保證了性能，又保證了精度。該鋼的純凈度高，鏡面拋光性能和飾紋加工性能好。另外，該鋼的焊接性能及表面處理性能好，可焊接修補，通過鍍鉻、滲氮、離子束增強沉積等表面處理可提高其耐磨性和耐蝕性。
常用的鋼種有18Ni類鋼、06Ni6CrMoVTiAl（06Ni）、 10Ni3CuAlMoS（PMS）、25CrNi3MoAl、Y20CrNi3AlMnMo（SM2）等。
（1）18Ni類鋼
18Ni類鋼屬低碳馬氏體時效鋼，該類鋼含碳量低于0.03%，當(dāng)含碳量增至0.03%以后，會降低鋼的屈服強度。該類鋼中的Ni、Ti、Al、Mo起時效強化作用。18Ni類鋼中加入大量的Ni，主要作用是保證固溶體淬火后獲得單一的馬氏體，其次是形成強化相，當(dāng)Ni含量超過10%時，還能提高其斷裂韌性。
18Ni類鋼依屈服強度可分為1400MPa、1700MPa、2100MPa、2500MPa、3000MPa、3500MPa等多個級別，分別簡寫為18Ni140、18Ni170、18Ni210、18Ni250、 18Ni300、18Ni350。塑料模具用鋼主要用18Ni140、18Ni170、18Ni210三個級別。
18Ni類塑料模具用鋼主要用于制造高精度、超鏡面、型腔復(fù)雜、大截面、大批量生產(chǎn)的塑料模具。但成本較高。
（2）6Ni6CrMoVTiAl（06Ni）鋼
06Ni鋼屬低鎳馬氏體時效鋼, 價格比18Ni類鋼低很多。該鋼便于切削和拋光，機加工、鉗工修理拋光后進(jìn)行時效，硬度為43～48HRC，具有良好的綜合性能和一定的耐蝕性。
06Ni鋼的突出優(yōu)點是熱處理變形小，時效處理后的變形量僅為0.02%～0.05%，并且各向變形量相近，高碳鋼和易切削鋼所不及。此外，該鋼加工容易，能節(jié)約20%～40%工時，還可進(jìn)行滲氮、鍍鉻表面處理，使用壽命長，其壽命比40Cr、T10鋼塑料模具高2倍以上。
06Ni鋼主要用于制造精度高又必須淬硬的精密塑料模，如制造磁帶盒、照相機、復(fù)印機、打印機等零件的塑料模具，制造的磁帶盒塑料模具使用壽命可達(dá)200萬次以上。
（3）10Ni3MnCuAlMoS（PMS）鋼
PMS鋼屬馬氏體時效硬化型鏡面塑料模具鋼。 PMS鋼具有良好的鍛造性能，鍛后不必退火，即可進(jìn)行機械加工。PMS鋼經(jīng)固溶處理后空淬，硬度30～35HRC，具有良好的冷熱加工性能，在模具制作成型后，經(jīng)時效處理，硬度在45HRC左右，具有良好的綜合性能、鏡面拋光性能（表面粗糙度值Ra ≤0.05μm ）和飾紋性能，且變形極小。PMS鋼中含有一定量的Al，特別適宜于進(jìn)行滲氮或氮碳共滲處理，處理后的硬度可達(dá)1000HV以上。由于時效溫度與滲氮溫度相近，故時效與滲氮可同時進(jìn)行。PMS鋼還具有良好的焊接性能，補焊質(zhì)量優(yōu)良，補焊區(qū)域硬度為30HRC左右，可以進(jìn)行機械加工。PMS鋼表面耐蝕性高，在鹽酸溶液中加熱沸騰時，有*的耐蝕性能，腐蝕率只有2Cr13鋼的1/6～1/8。
PMS鋼主要用于制造要求高鏡面、高透明、高精度的熱塑性塑料模具，是理想的光學(xué)透明塑料制件的成型模具材料，如機、石英鐘、車輛燈具等塑料殼體模具。
（4）25CrNi3MoAl鋼
25CrNi3MoAl鋼屬低Ni無Co型Ni-Mo-Al系時效鋼。由于含鎳量低，價格遠(yuǎn)低于馬氏體時效鋼及超低碳中合金時效鋼。調(diào)質(zhì)硬度為230～250HBS，有良好的切削加工性能和電加工性能，時效硬度為38～42HRC，時效變形可控制在0．05%范圍內(nèi)。鏡面研磨性好，表面粗糙度值可達(dá)Ra0.2～0.025μm,表面光刻侵蝕性好,光刻花紋清晰。焊接修補性好，時效后焊縫硬度和基體硬度相近。
25CrNi3MoAl鋼主要用于制造變形率要求在0.05%以下、鏡面要求高或表面要求光刻花紋的普通及精密塑料模具。
（5） Y20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼
SM2鋼屬含硫系中合金時效硬化易切削預(yù)硬鋼。SM2鋼中加入Al在時效時可以析出硬化相Ni3Al，加入Cr的主要作用是提高鋼的淬透性，SM2鋼比PMS鋼的淬透性稍高，加入S和Mn，可以形成易切削相MnS，其切削性能優(yōu)于PMS鋼。SM2鋼具有良好的切削加工性能，加工成型后經(jīng)時效處理，硬度為40HRC。對于要求型腔表面光潔、精度較高的模具，可在此硬度下進(jìn)行精加工，拋光表面。SM2鋼具有良好的滲氮、氮碳共滲、離子滲氮、氧氮共滲工藝性能。
SM2鋼主要用于制造各種高精度熱塑性塑料模具，如在紗管模、三角尺模、牙刷模、相機模、玩具模、線路板模等方面得到了廣泛應(yīng)用。
5. 耐蝕塑料模具用鋼
在生產(chǎn)以聚氯乙烯、聚苯乙烯及添加阻燃劑為原料的塑料制品時，模具材料必須具有一定的耐腐蝕性能。常用耐蝕鋼有4Cr13、9Cr18、9Cr18Mo、Cr14Mo4V、1Cr17Ni2、0Cr16Ni4Cu3Nb等。9Cr18、9Cr18Mo、Cr14Mo4V為高碳高鉻型馬氏體不銹鋼，4Cr13為中碳高鉻型馬氏體不銹鋼，1Cr17Ni2為低碳鉻鎳型馬氏體不銹耐酸鋼，0Cr16Ni4Cu3Nb為馬氏體沉淀硬化型不銹鋼。
（1）Cr14Mo4V鋼
Cr14Mo4V鋼屬于萊氏體鋼，必須通過鍛造使粗大碳化物均勻分布，鍛后進(jìn)行球化退火，退火組織為粒狀珠光體和均勻分布的粒狀碳化物，退火硬度為197～255HBS，便于切削加工。zui終熱處理采用淬火-高溫回火，回火硬度61～63HRC。該鋼具有高硬度、高耐磨性和良好的耐蝕性能，高溫硬度也較高。適合制造在腐蝕介質(zhì)作用下又要求高負(fù)荷、高耐磨的塑料模具。
（2）1Cr17Ni2 鋼
1Cr17Ni2鋼屬于馬氏體型不銹耐酸鋼，對于氧化酸類、鹽類的水溶液有良好的耐蝕性。具有較高的強度和硬度，缺點是有脆性傾向及焊接性較差。1Cr17Ni2 鋼高溫淬火后再低溫回火，基體組織為回火馬氏體，強度、硬度較高，耐磨性好，而且具有高的耐蝕性能；高溫回火后，基體組織為回火索氏體，具有較好的強度與韌性配合，而且也具有較高的耐蝕性能。適合制造在腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具及透明塑料模具等。
（3）0Cr16Ni4Cu3Nb（PCR）鋼
PCR鋼屬馬氏體沉淀硬化型不銹鋼。因碳含量低，耐腐蝕性和焊接性都優(yōu)于馬氏體型不銹鋼，而接近奧氏體不銹鋼。
PCR鋼經(jīng)固溶處理后空冷可獲得單一的板條馬氏體組織，硬度為32～35HRC，具有良好的切削加工性能。經(jīng)時效處理后，由于馬氏體基體析出富銅相，使強度和硬度進(jìn)一步提高，達(dá)44HRC，同時獲得較好的綜合力學(xué)性能。PCR鋼經(jīng)時效處理后，工件僅有微量變形，其拋光性能良好，拋光后進(jìn)行PVD表面離子鍍處理，可獲得高于1600HV的表面硬度。
PCR鋼適于制造要求高耐磨、高精度和耐腐蝕的塑料模具，如氟塑料、加阻燃劑塑料、聚氯乙烯塑料模具
