PCR模具鋼簡介
PCR模具鋼為0C16Ni4Cu3Nb鋼的代號,屬析出硬化不銹鋼。硬度為32-35HRC時可進行切削加工。該鋼再經460-480℃時效處理後,可獲得較好的綜合力學性能。
化學成分
PCR模具鋼的化學成分見下表
C | Mn | Si | Cr | Ni | Cu | Nb | S,P | 其他 |
≤0.07 | <1.0 | <1.0 | 15-17 | 3-5 | 2.5-3.5 | 0.2-0.4 | ≤0.03 | 特殊元素 |
它的相變點為As580℃,Af723℃,Ms85℃,Mf300℃。
力學性能
PCR模具鋼時效處理後的力學性能如下表
熱處理規程 | σb (MPa) | σs (MPa) | σsc (MPa) | δ(%) | ψ(%) | αk(J/ cm2) | HRC |
950℃固溶460℃時效 | 1324 | 1211 | -- | 13 | 55 | 50 | 42 |
1000℃固溶460℃時效 | 1334 | 1261 | -- | 13 | 55 | 50 | 43 |
1050℃固溶460℃時效 | 1355 | 1273 | 1442 | 13 | 56 | 47 | 43 |
1100℃固溶460℃時效 | 1391 | 1298 | -- | 15 | 45 | 41 | 45 |
1150℃固溶460℃時效 | 1428 | 1324 | -- | 14 | 38 | 28 | 46 |
工藝性能
鍛造工藝,加熱溫度1180-1200℃,始鍛溫度1100-1150℃,終鍛溫度≥1000℃,鍛後空冷或砂冷。鋼中含有元素銅,其壓力加工性能與含銅量有很大的關系。當銅質量分數Wcu>4.5%時,鍛造易出現開裂,當銅質量分數Wcu≤3.5%時,其壓力加工性能有很大改善,鍛造時應充分熱透,鍛打時要輕錘快打,變形量小,然後可重錘,加大變形量。
固溶處理,固溶溫度1050℃,空冷,硬度為32-35HRC,在此硬度下可以進行切削加工。
時效處理。在420-480℃時效,其強度和硬度可以達到最高峰值,但在440℃時沖擊韌度最低,因此,推薦時效處理溫度為460℃,時效後硬度為42-44HRC。
淬透性及淬火變形,PCR模具鋼淬透性好,在直徑100mm斷麵上硬度均勻分佈,回火時效後總變形率徑向為-0.04%~-0.05%,軸向為-0.037%~-0.04%。
實際應用
PCR模具鋼適於制作含有氟、氯的塑料成形模具,具有良好的耐腐蝕性。具體應用,如用於氟塑料或聚氯乙烯塑料成形模具、氟塑料微波板、塑料門窗、各種車輛把套、氟氯塑料擠出機螺桿、料筒及添加阻燃劑的塑料成形模,可作為74PH鋼的代用材料。
聚三氟乙烯閥門蓋模具,原用45鋼或鍍鉻處理,使用壽命1000-4000件,用PCR模具鋼,當加工6000件後仍與新模具一樣,未發現任何銹蝕或磨損,模具壽命達10000-12000件。四氟塑料微波板,原用45鋼或表麵鍍鉻模具,使用壽命僅2-3次,改用PCR模具鋼,模具使用300次後,未發現任何銹蝕或磨損,表麵光亮如鏡。
PMS模具鋼簡介
PMS模具鋼為鏡麵塑料模具鋼是一種新型的析出硬化型塑料模具鋼,具有良好的冷熱加工性能和綜合力學性能,熱處理工藝簡便,變形小,淬透性高,適宜進行表麵強化處理,在軟化狀態下可進行模具型腔的擠壓成形。
化學成分及相變點
PMS模具鋼的化學成分如下表,碳質量分數限制在0.2%以下,保證鋼的熱加工性能及熱處理後的韌性,Ni,Al的加入是為瞭保證時效硬化後鋼的硬度(40HRC左右)。
C | Si | Mn | Ni | Cu | Al | Mo | P,S |
0.06-0.16 | ≤0.35 | 1.4-1.7 | 2.8-3.4 | 0.8-1.2 | 0.7-1.1 | 0.2-0.5 | ≤0.01 |
相變點為Ac1675℃,Ac3821℃,Ar1382℃,Ar3517℃,Ms270℃。
工藝性能
鋼材退火規范:退火溫度750-770℃,保溫2-4h,爐冷至600℃出爐空冷。
鋼錠:裝爐溫度<800℃,加熱溫度1140-1180℃,開始溫度1080-1130℃,終止溫度≥900℃,熱加工後緩冷。
鋼胚:裝爐溫度<900℃,加熱溫度1120-1160℃,開始溫度1050-1100℃,終止溫度≥850℃,熱加工後空冷。
時效處理:鋼的最終使用性能是通過回火時效處理而獲得的,鋼出現硬化峰值的溫度約為510±10℃,時效後硬度為40-42HRC。
變形率:PMS的變形率很小,收縮量<0.05%,總變形率徑向為-0.11%-0.041%,軸向為-0.021%-0.026%,接近馬氏體時效鋼。[1]
力學性能
PMS模具鋼經840-850℃加熱保溫空冷固溶處理,再經510℃及530℃時效處理後的力學性能
鋼種 | 時效溫度 | HRC | σb (MPa) | σs(MPa) | δ5(%) | ψ(%) | αk(J/ cm2) |
PMS(含S) | 510 | 42.5 | 1303.5 | 1169.1 | 16 | 49.2 | 14.7-17.1 |
530 | 41.4 | 1292.7 | 1194.6 | 15 | 52.7 | 20.6 | |
PMS(低S) | 510 | 42.7 | 1331.9 | 1264.5 | 14.7 | 47.8 | 21.6 |
530 | 41.8 | 1252.5 | 1191.7 | 14.6 | 55.7 | 21.6 |
實際應用
PMS鏡麵塑料模具鋼適於制造各種光學塑料鏡片,高鏡麵、高透明度的註射模,以及外觀質量要求極高的光潔、光亮的各種傢用電器塑料模。例如電話機殼體模具,生產出的電話及塑料殼體制品外觀質量達到國外同類產品的先進水平,模具使用壽命也明顯提高。又如大型雙卡收錄機註射模,生產出的機殼外觀質量高,原用45鋼制造註射模具,模具壽命15萬模,而用PMS鋼制造的註射模具,壽命達40萬模。
PMS模具鋼含鋁鋼,其滲氮性能好,時效溫度與滲氮溫度相近,因而,可以再滲氮處理的同時進行時效處理。滲氮後模具表麵硬度、耐磨性、抗咬合性均提高,可用於註射玻璃纖維增強塑料的精密成形模具。
PMS模具鋼還具有良好的焊接性能,對損壞的模具可進行補焊修復,PMS鋼還適於高精度型腔的冷擠壓成形。用於制作工作溫度300℃左右,硬度≤45HRC,截麵尺寸≤150mm,要求高鏡麵、高精度、光蝕刻性能的熱塑性模具,或部分增強工程塑料模具。
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