(渗碳型)塑料模具钢的用途及性能

渗碳型塑料模具钢：碳素渗碳钢和合金渗碳钢
主要特点：⑴、表面具有高硬度和耐磨性；⑵、心部具有较好的强韧性；⑶、较好的抛光性能。
主要优点：渗碳钢中碳的质量分数一般在0.1%～0.25%范围内，退火后硬度较低，具有良好的切削加工性；另一个优点是塑性好，变形抗力小，冷加工硬化效应小 ，可采用冷挤压成形法制造模具，而无须切削加工，对大批量生产同一形状的模具是很有利的，它可缩短模具的制造周期、降低成本，而且模具的互换性好。
缺点：热处理工艺复杂，变形较大。
常用渗碳型塑料模具钢的化学成分：C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo。
渗碳型塑料模具钢的热处理：
渗碳淬火（直接淬火<节能>、一次淬火、二次淬火）、低温回火（通常为200 ℃左右）
热处理目的：使模具获得高的硬度、强度，一定的塑、韧性，保证了模具的使用性能，提高模具的寿命。渗碳后一般应先缓冷，然后进行一次淬火。淬火温度应根据需要进行选择，通常控制在810~850 ℃之间，使模具表面和心部组织同时得到改善。
⒈10、20
10、20钢是成分最简单、价格最便宜的渗碳钢。渗碳后，表面高的硬度和耐磨性，因淬透性差，淬火后心部强度很低、 适宜要求载荷小、强度低的模具。钢中碳含量及合金元素含量提高，淬透性将大大提高，合金渗碳钢的淬透性较高。淬火时可采用较缓和的冷却介质，从而减小了模具的热处理变形。常用的合金渗碳钢牌号有：20Cr、12CrNi2、12CrNi3、12CrNi4和20Cr2Ni4等。

⒉12CrNi3
中淬透性合金渗碳钢，冷成形性能属于中等。
合金化原则：碳含量降低→有利于冷成形；加入Ni、Cr提高钢的淬透性和渗碳层的强韧性，尤其是Ni ，在固溶强化的同时，提高钢的塑性。锻造工艺：加热温度为1200℃，始锻温度1150℃ ，终锻温度≥850℃ ，锻后缓冷。退火工艺为：加热到740-760℃，保温4-6h，以5-10℃/h的速度缓冷至600℃ ，再炉冷至室温。退火后的硬度≤160HBS便于冷挤压成形。若切削加工制模，须经正火处理。正火工艺为：加热到880~900℃ ，保温3-4h后空冷。正火硬度≤229HBS，切削加工性能良好。 －－注：硬度↑，切削↑
12CrNi3钢的气体渗碳工艺：渗碳工艺→900~920℃×6-7h，可获得0.9~ 1.0mm的渗碳层。 淬火工艺→渗碳后预冷至800~850℃可直接油冷或空冷淬火。淬火后→表层硬度可达56~62HRC，心部硬度为250~380HBS。主要用于冷挤压成形复杂的浅型腔塑料模具，或用于切削加工成形大、中型塑料模具。{page}

⒊20Cr2Ni4
高强度合金渗碳钢，淬透性、强韧性均超过12CrNi3钢。锻造工艺：锻造加热温度为1200℃ ，始锻温度1150℃，终锻温度大于850℃ ，锻后缓冷。晶粒粗化问题：锻后如出现晶粒粗大，即使经正火及随后渗碳加热，在淬火后仍将得到粗大的马氏体组织。而且，当表面碳含量较高时，还易于在粗大奥氏体晶粒的晶界上形成网状碳化物。
解决措施：①、先在640~670℃回火6h后空冷，消除锻造后的残余应力。②、然后以大于20℃ /min的速度加热到880~940℃，空冷。③、再在650~770℃回火，可获得均匀细小的珠光体和少量铁索体组织→晶粒细化。④、再渗碳、淬火、回火。

⒋0Cr4NiMoV(LJ)
LJ钢为冷挤成形塑料模具专用钢→华科。
合金化原则：①、碳量极低，塑性、变形抗力极低．其冷挤成形性与纯铁相近 ②、Cr、Ni、Mo、V等，提高了淬透性、渗碳层的硬度、耐磨性和心部强度。锻造工艺：锻造加热温度为1230℃，始锻温度为1200℃，终锻温度为900℃。
退火工艺：880℃×2h，随炉冷至650℃出炉空冷，退火硬度为100~105HBS。
LJ钢渗碳速度快，比20钢快一倍。固体渗碳工艺：930℃×6~8h。热处理：渗碳后在850-870℃油淬，200~220℃ ×2h 表硬58~60HRC，心硬27~29HRC。特点：冷挤成形的模具轮廓清晰、光洁、精度高。用途：主要用来冷挤成形精密塑料模具，因渗碳层厚，不会出现表面塌陷和内壁咬伤的现象，使用效果良好。

资料来源：上海荔锋模具钢材有限公司