[科普中国]-淬硬型塑料模具用钢

对于负荷较大的热固性塑料模和注射模，除了型腔表面应有高耐磨性之外，还要求模具基体具有较高强度、硬度和韧性，以避免或减少模具在使用中产生塌陷、变形和开裂现象。这类模具可选用淬硬型塑料模具钢来制造。常用的淬硬型塑料模具钢有碳素工具钢(如T7A、T8A、TlOA)、低合金冷作模具钢（如9SiCr、9CrWMn、GCr15、7CrSiMnMoV钢等）、Cr12型钢（如Cr12MoV钢）、高速钢（如W6M05Cr4V2钢）、基体钢和某些热作模具钢等。

热处理工艺热处理一般是淬火和低温回火（少数采用中温回火或高温回火），热处理后的硬度通常在45～50HRC以上。其中，碳素工具钢仅适于制造尺寸不大、受力较小，形状简单以及变形要求不高的塑料模，利用其淬透性低的特点来制造要求表面耐磨而心部有一定韧性的凹模是十分适宜的；低合金冷作模具钢主要用于制造尺寸较大、形状较复杂和精度较高的塑料模；Cr12MoV钢适于制造要求高耐磨性的大型、复杂和精密的塑料模，W6M05Cr4V2钢适于制造要求强度高和耐磨性好的塑料模；热作模具钢适合于制造有较高强韧性和一定耐磨性的塑料模。另外。6CrNiSiMnMo(GD)钢也是近年新推广使用的一种淬硬型塑料模具钢。由于该钢强韧性高、淬透性和耐磨性好、淬火变形小、成本低，用此钢取代Cr12MoV钢或基体钢制造大型、高耐磨、高精度塑料模，不仅降低了成本，而且提高了模具的使用寿命。1

钢的要求对于负荷较大的热固性塑料模和注射模，除了型腔表面应有高耐磨性之外，还要求模具基体具有较高强度、硬度和韧性，以避免或减少模具在使用中产生塌陷、变形和开裂现象。这类模具可选用淬硬型塑料模具钢来制造。常用的淬硬型塑料模具钢有：碳素工具钢(如17A、T8A、T10A)、低合金冷作模具钢(如9SiCr、9CrWMn、GCr15、 7CrSiMnMoV 钢等)、Cr12 型钢(如Cr12MoV钢)、高速钢(如W6Mo5Cr4V2钢)、基体钢和某些热作模具钢，等等。1

Cr12MoV钢Cr12MoV钢较Cr12钢含碳量低，且加入适量Mo和V，碳化物不均匀度有所改善。Mo能减轻碳化物偏析并提高淬透性。V能细化晶粒增加韧性。Cr12MoV钢有高淬透性，截面在400 mm以下可以完全淬透，在300～400℃仍可保持良好的硬度和耐磨性，较Cr12钢有高的韧性，淬火时体积变化量小，又有高的耐磨性和良好的综合机械性能，所以可以制造截面大、形状复杂、经受较大冲击的各种模具。2

锻造工艺由于Cr12MoV钢属莱氏体钢，钢中碳化物偏析。为了改善碳化物的不均匀性，Cr12MoV钢和Cr12钢一样，必须进行锻造及改锻，其锻造工艺为：

1.锻后退火。加热温度为850～870℃，保温1-2 h，炉冷至500℃以下出炉空冷，退火后硬度为207～255HBS，组织为细珠光体+碳化物；

2.锻后等温退火。加热温度为850～870℃，保温1-2 h，炉冷至720～750℃，保温3-4h，炉冷至550℃以下出炉空冷。退火后硬度为207～255HBS，组织为细珠光体+碳化物；

3.高温回火。加热温度为760～790℃，保温2-3 h，炉冷或空冷，硬度为207～255HBS。

4.高温淬火、回火工艺。研究表明，随着淬火温度的提高，5CrNiMo钢的组织以板条状马氏体为主，而板条状马氏体比针状马氏体具有更高的韧性，同时钢中的碳化物更充分溶解，使钢的一系列性能发生变化，断裂韧度有所提高，抗回火能力和热稳定性也得到提高。淬火温度提高后，能推迟热疲劳裂纹的产生，但超过900℃加热淬火，冲击韧度开始下降。实践证明，高温淬火后模具的使用寿命有不同程度的提高。2

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杨明 - 副教授 - 西南大学