时效硬化型塑料模具用钢

   对于复杂、精密、高寿命的塑料模具，模具材料在使用状态必须有高的综合力学性能，为此，必须采用最终热处理。但是，采用一般的最终热处理工艺，住往导致模具的热处理变形，模具的精度就很难达到要求。而时效硬化型塑料模具钢在固溶处理后变软(一般为28--34HRC)，可进行切削加工，待冷加工成型后进行时效处理，可获得很高的综合力学性能，时效热处理变形很小;而且这类钢一般具有焊接性能好以及可以进行渗氮等优点，适于制造复杂、精密、高寿命的塑料模具

    时效硬化型塑料模具钢主要包括两种类型，即马氏体时效钢和析出硬化型钢，下面分别说明

马氏体时效钢

    自1959年马氏体时效钢出现以来、由于这类钢具有高的强度/密度比、良好的可加工性和焊接性，以及简单的热处理制度等优点，立即受到航空工业的高度重视，得到了迅速的发展。其中最为典型的钢号是I8Ni马氏体时效钢，它们的屈服强度级别为1400 - 3500MPe，典型牌号有18Ni (200), 18M (250),18Ni (300), 18Ni (350), 06Ni6CrMoVTiA1等。对于模具而

言，所要求钢材具备的性能比航空工业低，对冶金质量及性能的要求可适当降低，并为此发展了一些低钻、无钻、低镍的马氏体时效钢，如06Ni6C,MoVTiAl钢，从而使钢材的成本大幅度下降

    马氏体时效钢是不同于常规钢种的超高强度钢，它不是由于碳含量而强化的，这种钢是由于很低碳含量的马氏体基体时效硬化时，发生金属间化合物沉淀而强化的，强度与淬透性无关。事实上，碳在马氏体时效钢中是杂质，要控制在尽可能低的范围内。马氏体时效钢在冷却时奥氏体转变为马氏体，在达到M，温度和形成马氏体以前没有相变。大工件即使很慢冷却也只产生马氏体，而不会出现大尺寸截面悴透性不足的间题。马氏体时效钢的热处理工艺

马氏体时效钢固溶处理后的硬度很低，一般在28HRC左右.可以进行切削加工，而时效的温度较低，对模具表面质量的影响不大

 (1) 18NI类柯

    该钢相当于日本的MASI钢，属于低碳马氏体时效钢，经固溶处理时效后，具有很高的强度和韧性，又有良好的耐蚀性，而且时效变形小。主要用来制作高精度、超镜面、型腔复杂、大截面、大批生产的塑料模具。但这类钢含镍量高，价格昂贵，应用受到限制

    (2) 25CRNi3MOA1钢

    该钢是国内研制的一种低镍时效钢，相当日本的N3M,适用制作各种塑料模具

    用于一般精密塑料模具时可采用以下热处理工艺:880℃加热空冷或水冷淬火，硬度为48-SOHRC口再经‘8000, 4--6h高温回火，硬度降为22-23HRCo回火后可顺利进行各种机加工。成型后再经520-540℃时效6-8h,然后空冷，则硬度提高到39一42HRC,变形很小，变形率大约为一。.039肠。最后，模具型腔经过研磨。抛光或刻蚀花纹。再装配使用

    用于制作高精密塑料模具时，热处理工艺与一般精密塑料模具相同。但为了进一步减小时效变形，在模具的半加工后，应进行去应力回火，即加热到650℃保温1h，以消除粗加工、半精加工中产生的应力，然后再进行稍加工。经此处理后，时效变形率仅为一。. 01Y-0. 02肠

    该钢不仅镜面加工性良好，图案蚀刻性能优良，光刻图案清晰均匀，而且，渗氮工艺在食砰_渗氮后表面可达1100 H V以上的硬度

    该钢还可以用于制造冷挤压型腔的塑料成型模。冷挤压成型是在模具毛坯经淬火高温回火软化处理后进行的口冷挤压型腔成型后，应进行真空时效处理或渗氮处理

    (3) 06Ni6CrMoVTiA1 (06ND钢

    此钢属于低镍马氏体时效钢，价格比18Ni类钢低得多。该钢突出的优点是热处理变形小，时效处理后的变形率仅为。.02%一0.05%,这是高碳钢和易切削所不及的。该钢纵、横方向变形率相近，固溶处理后硬度为25-28HRC。在此硬度值下，切削加工性能和抛光性能都很好。经机械加工成型及钳工修理和抛光后进行时效处理，时效后的硬度为43-48HRC，变形率G0.05%，并且具有良好的综合力学性能和一定的耐蚀性能，以及良好的渗氮、镀

铬、焊接工艺性

    该钢的锻造加热温度为110。一1150V,终锻温度为>-8500C,锻后空冷。固溶处理加热温度为800-8800C，保温1-2h，可油冷或空冷。时效处理温度为500^-5400C，时效时间4-Sh

    该钢适于制造精度比较高又必须淬硬()40HRC)的精密塑料模，比用调质钢和碳素工具钢可提高寿命2倍以上。例如，制作的收录机磁带盒模具，其平均寿命可达110万次以上。