Mirrax ESR是瑞典Uddeholm鋼廠專門研發的優質高級不銹鋼,Mirrax ESR特別適合於尺寸/直徑超過102mm並有耐蝕性、高拋光表麵要求的塑料模具鋼材。隨著塑膠模具鋼需求的增加,這就要求模具鋼必須是韌性、抗腐蝕性及整體硬度均衡的良好結合,Mirrax ESR被證明是滿足這些要求的良好選擇。
MIRRAX ESR的特性
Mirrax ESR為高級不銹鋼種,並具備以下特性:
⒈優良的拋光性能:
優異的拋光性能可以獲得良好的產品外觀。
⒉優良的耐腐蝕性能:
良好的耐蝕性能可以降低模具保養要求。
⒊優良的淬透性:
高的淬透性可以確保大尺寸模具性能均勻。
⒋優良的韌性和延展性:
優異的延展性和韌性可以保證生產安全。
⒌優良的耐磨性:
高的耐磨性可以實現長的模具使用壽命。
綜合上述優良特點,使得MIRRAX ESR鋼具有卓越的產品性能。由於其優良的耐腐蝕性能,在塑料模具中使用的好處概述如下:
⑴較低的維修費用
模具經過長期使用後,模腔表麵仍然能維持原來的拋光狀態。模具在潮濕的環境下使用或存放時,不需要特別的維護。
⑵較低的生產成本
由於模具冷卻水道不受腐蝕的影響(不像普通模具鋼),熱傳導特性、冷卻效率在模具使用中保持不變,確保瞭模具穩定的周期壽命。
上述的好處結合Mirrax ESR的高耐磨性,使其有較低的維修費用而高的使用壽命,實現最佳的經濟效益。
註:Mirrax ESR經過"電渣重熔法(ESR)"精煉,其夾雜物含量非常低有良好的拋光性能。
MIRRAX ESR的化學成分
化學成分 % | C | Si | Mn | Cr | Mo | Ni | V | N |
0.25 | 0.35 | 0.55 | 13.3 | 0.35 | 1.35 | 0.35 | + | |
標準規范 | AISI 420,改良型。 | |||||||
出廠狀態 | 軟性退火至約250HB。 |
MIRRAX ESR的應用
如果在生產過程中存在著腐蝕,特別是對大模具,Mirrax ESR是一個很好的選擇:如醫療行業、光學產品及高質量的透明件模具。
Mirrax ESR被推薦用於所有模具,由於其特殊的性質,更適合如下特殊環境的需求:
⒈耐腐蝕/銹蝕
對使用有腐蝕性的PVC、醋酸鹽類等註模原料或必須在潮濕的環境下工作及存放的模具。
⒉高拋光表麵
光學零件產品,如照相機、太陽鏡,醫療器械模具如耳咽管、分析瓶。Mirrax ESR在高拋光要求的大型塑膠模具上是非常好的選擇,就如汽車車燈。
⒊延展性/ 韌性
用作復雜模具。
⒋優異的淬透性
大模具采用比較低的冷卻速度進行淬火,即使在中心位置,也可以得到比較滿意的綜合性能,如硬度、韌性和耐蝕性。
MIRRAX ESR的物理性能
淬火回火至50 HRC。
溫度℃ | 20 | 200 | 400 |
密度kg/m3 | 7740 | - | - |
彈性模量MPa | 210000 | 200000 | 180000 |
熱膨脹系數per℃ from20℃ | - | 11.1x10-6 | 11.7x10-6 |
熱導率*W/m℃ | - | 20 | 24 |
比容J/kg℃ | 460 | - | - |
*基於熱傳導系數的測量實驗是異常困難的,數值的最大偏差約15%。
MIRRAX ESR的抗拉強度
抗拉強度為近似值,隻供參考。測量試樣為1020℃淬火,回火兩次硬度如下表所示。
所有試樣都取自407x203mm圓棒。
硬度 | 50HRC | 45HRC |
抗拉強度, Rm | 1780MPa | 1500MPa |
屈服強度, Rp0.2 | 1290MPa | 1200MPa |
MIRRAX ESR的沖擊韌性
Mirrax ESR相比較於其他類型的 WNr.1.2083 / AISI 420不銹鋼有更好的韌性和延展性。需得到高韌性和延展性,用低溫回火,高耐磨性用高溫回火。
從鍛件橫截麵方向中心位置選取試樣,在室溫條件下進行沖擊力實驗,測試結果如下:
原棒尺寸:508x306 mm
樣品大小:7x1055 mm
1020℃ 保溫30分氣淬,回火2x2h
回火溫度對室溫無缺口沖擊韌性的影響。
MIRRAX ESR的耐腐蝕性
Mirrax ESR製成的模具具有良好的耐腐蝕能力,相對於其他WNr.1.2083/AISI 420類型的不銹鋼有更好的抗腐蝕性能。
Mirrax ESR在低溫回火,拋光至鏡麵狀態時具有非常優良的耐腐蝕性能。
下圖是根據電療點位曲線來評估對比
Mirrax ESR和WNr.1.2083/AISI 420兩者在高溫和低溫條件下的耐腐蝕性能。
試樣大小: 2015x3 mm
1020℃ 保溫30分氣淬,回火2 x 2h
MIRRAX ESR的回火溫度對耐腐蝕性能的影響
MIRRAX ESR的熱處理
⒈軟性退火
在保護氣氛中加熱至740℃ 均溫後,以15℃/h爐冷至550℃,再空冷。
⒉去應力
經過粗加工後,必需加熱至650℃,保溫2小時,緩冷至500℃,然後空冷。
⒊淬火
預熱溫度:600-850℃,通常最少兩步預熱。
淬火溫度(奧氏體化溫度):1000-1025℃
常用溫度:1020℃,大模具推薦1000℃。
溫度/℃ | 保溫時間/分 | 回火前硬度 |
1020 | 30 | 55±2HRC |
1000 | 30 | 54±2HRC |
保溫時間=模具整體達到淬火溫度後開始計算保溫時間。
奧氏體化時必須保護,避免脫碳及氧化。
⒋淬火/淬透性
⑴真空,高壓氣冷
⑵硫化床或鹽浴350-500℃,然後高壓氣流冷卻
⑶高速氣體/循環氣流
為瞭獲得適宜的模具性能,在可接受的變形范圍內,冷速越快越好。在真空爐中熱處理時,建議加壓4-5bar。
註: 模具冷卻至50-70℃應立即回火。
當對大尺寸模的WNr.1.2083/AISI 420類的材料進行淬火時,其淬透性較差,在橫截麵會有不希望出現的低硬度組織。在模具的某些部位,耐腐蝕性和韌性都會降低。
Mirrax ESR相對於WNr.1.2083/AISI 420材料具有更好的淬透性,所以即使是大尺寸模具的中心位置也具有很高的硬度;好的淬透性也對如韌性、耐腐蝕性有積極的影響。
圖示:MIRRAX ESR的淬火速度與硬度關系
⒌回火
參照MIRRAX ESR的回火曲線圖按所需要硬度值選擇回火溫度。回火至少兩次,每次回火後,必須冷卻至室溫,最低的回火溫度為250℃。保溫時間至少兩小時。
MIRRAX ESR的回火曲線圖
250–300℃回火可以得到韌性、硬度及抗腐蝕性的最好結合。但對大尺寸或復雜設計的模具,推薦用高回,使殘餘應力降到最低。
⒍尺寸變形
淬火及回火時的溫度、設備類型及淬冷介質會影響模具尺寸的改變。
模具的尺寸與幾何形狀也影響變形和尺寸變化,因此模具加工應留加工餘量以補償熱處理後的尺寸變化。
如果在粗加工與半精加工之間進行瞭去應力退火,建議預留0.2%作為Mirrax ESR的加工餘量。
在低溫回火時,尺寸將產生收縮而不是膨脹。如果要求各個方向都是發生膨脹,則回火溫度需≥520℃。
MIRRAX ESR的E D M電加工
如果模具在淬火回火態進行E D M 加工,EDM表麵將覆蓋著非常脆的再熔化層(白層)及再淬火未回火層,影響模具性能。
建議在電加工的最後階段采用“精放電”即低電流,高頻率。最好在電加工完成後對表麵層進行打磨或拋光,直至完全去除白層,然後在低於原回火溫度約25℃進行重新回火。
MIRRAX ESR的光蝕刻花
Mirrax ESR低的雜質含量,均勻純凈的組織,使其具有良好的光蝕刻花性能。
因為Mirrax ESR具有優良的抗腐蝕性能,所以必須采用特別的光蝕刻花程序。這特性亦已廣泛被光蝕刻花公司熟悉。
本公司具備大型銑磨設備加工及真空熱處理等一條龍服務。
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