4Cr13H模具钢

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两种4Cr13型耐蚀模具钢的热处理工艺及性能研究

  近年来塑料制品业发展非常迅速,塑料加工机械化程度不断提高,对使之成型的塑料材料、设计、制造要求越来越高。对塑料模具材料而言,除要求其具有优良的耐磨性、切削加工性、耐热性及高的强韧性外,针对某些塑料在熔融状态下,会分解出氯化氢、氟化氢和二氧化硫等气体,故模具要有一定的耐腐蚀性。目前,国内模具钢用户一般选用4Cr13型不锈钢。为此,研究了含量为W(C)=0.36~0.45%的两种4Cr13 型耐蚀塑料模具钢,分别称为A钢和B钢。
  试验用4Cr13型耐蚀模具钢取自某特钢公司正常生产的产品,生产工艺为:EAF+LF+VD冶炼,并浇注成3t锭,然后经Φ850mm轧机轧制成260×120mm扁坯,钢坯经酸洗、精整后,经Φ650mm轧机轧制成中间坯,再经WF-540轧机轧制成46×255mm扁钢。试验钢的化学成分见表1,B钢在A钢的基础上添加了W(V)≈0.30%,W(Si)≈0.80%,W(Mn)≈0.40%等元素以增加淬透性,进一步细化晶粒,提高材料硬度,提高抛光性及耐蚀性。非金属夹杂物级别见表2。试验钢为退火态,硬度分别为A钢195HB和B钢184HB。
 
表1  试验钢的化学成分/% 
代号 C Mn Si Cr Ni V P S
A 0.383 0.16 0.30 12.98 0.26 0.05 0.023 0.010
B 0.398 0.59 1.14 13.38 0.22 0.28 0.013 0.006   
  表2  试验钢的夹杂物水平 
  
代号 A细 A粗 B细 B粗 C细 C粗 D细 D粗 DS
A 1.0 0 1.5 0 0 0 0.5 0 0
B 0.5 0 1.0 0 0 0 0.5 0 0
 
  本次研究了两种钢经不同温度淬火、回火后的硬度和显微组织,并对两种钢的抛光性能,及在使用条件下的耐腐蚀性能进行了对比分析。结果表明:
  (1)两种试验钢经适当热处理后,均具有相对较高的硬度,B钢的淬火、回火硬度高于A钢,但均可以满足塑料模具的需求。
  (2)根据实验结果及模具对材料的使用要求,推荐1040℃油淬+610℃两次回火的热处理工艺。
  (3)两种试验钢在同一状态,相同条件下B钢的抛光性能要优于A钢。
  (4)两种试验钢在相同的调质工艺及相同腐蚀条件下,B钢的耐蚀性要优于A钢,平均年腐蚀深度比A钢降低34.28%。


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