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1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)_時效硬化型鏡面塑料模具鋼_PMS固溶時效工藝

1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)_時效硬化型鏡面塑料模具鋼_PMS固溶時效工藝

1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)
時效硬化型鏡面塑料模具鋼
國產新型塑料模具鋼



1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼是一種低碳的鎳銅鋁鐵合金鋼,是新型時效硬化型鏡面塑料模具鋼,具有優良的鏡面加工性能,良好的冷熱加工性能、電加工性能和綜合力學性能。經固溶處理的時效熱處理后,基體為貝氏體+馬氏體雙相組織,熱處理變形小,熱處理工藝簡便。1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼固溶淬火后的硬度在30HRC左右,便于機械加工,在機械加工后進行時效處理,即可獲得40~45HRC的較高硬度,最后進行拋光處理,模具表面得到鏡面光亮度,具有凈潔抗蝕性能,圖案蝕刻性能絕佳,是理想的光學透明塑料制品的成形模具材料。1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼的化學成分近似于日本大同模具鋼NAK80及NAK55。
1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼還有一定量的Al,因此特別適于進行表面滲氮和氮碳處理,處理后模具的表面硬度可達1000HV以上,適于制造工程塑料制品的成型模具。
1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼一般采用電爐冶煉加電渣重熔,淬透性好,具有良好的綜合力學性能,東莞市弘超模具科技有限公司推薦1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼用于制造高鏡面光亮度的塑料模具及高外觀的家用電器塑料模具。

1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼的化學成分:
見表1。
表1  1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼化學成分(質量分數,%)
C Si Mn Mo Ni Al Cu P S
0.06~0.20 ≤0.35 1.40~1.70 0.20~0.50 2.80~3.40 0.70~1.05 0.80~1.20 ≤0.030 ≤0.030

1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼的臨界點:
臨界點溫度見表2。
表2  1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼臨界點溫度
臨界點 Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 Ms
溫度(近似值)/℃ 675 821 382 517 270

1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼的熱加工:
鍛造工藝規范見表3。
表3  1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼鍛造工藝規范
項目 裝爐溫度/℃ 加熱溫度/℃ 始鍛溫度/℃ 終鍛溫度/℃ 冷卻方式
鋼錠 <800 1140~1180 1080~1130 ≥900 緩冷
鋼坯 <900 1120~1160 1050~1100 ≥850 空冷
鍛后空冷或砂冷,不必退火即可進行機械加工。

1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼的預備熱處理:
鋼材退火工藝:加熱溫度為750~770℃,保溫2~4h,爐冷至600℃出爐空冷。

1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼的固溶處理:
固溶溫度為840~900℃,一般取870℃,保溫3h,空冷,固溶硬度為28~33HRC。固溶處理的目的是為了使合金元素在基體內充分溶解,使固溶體均勻化并達到軟化,便于切削加工,表4為固溶溫度對硬度的影響。
表4  固溶溫度對硬度的影響
固溶溫度/℃ 780 810 840 870 900 940
硬度HRC 30.8 32.4 33.1 32.7 33.1 31.0

1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼的時效處理:
時效溫度為500~520℃,時效時間為4~8h,硬度為40~43HRC。時效處理是為了最終的使用性能,通過時效處理得到40~45HRC的較高硬度,通過模具的耐磨性。表5為不同溫度時效處理后的硬度。
表5  不同溫度時效后1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼的硬度
時效溫度/℃ 280 300 400 450 500 520 550 600
硬度HRC 32 33 37 40 43 40 35 30
注:870℃固溶。

1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼的力學性能:
不同溫度時效鋼的力學性能見表6、表7、表8(分別為PMS鋼的高溫力學性能及不同處理狀態下的力學性能)。
表6 不同溫度時效1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼的的力學性能
時效溫度(℃) σs(MPa) σb(MPa) δ(%) ψ(%) αk(J/cm2)
400 1044.41 1128.75 16.2 62.9 49.25
450 1193.47 1303.3 14.6 49.7 11.82
510 1256.23 1331.74 14.7 47.8 21.67
550 1103.25 1167.0 15.7 56.6 37.43
600 835.53 943.4 18.4 64.1 94.56
注:850℃固溶。

表7  1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼的高溫力學性能
試驗溫度(℃) σs(MPa) σb(MPa) δ(%) ψ(%)
300 905.15 1019.9 26.0 56.2
400 812.0 870.83 24.0 74.0
500 619.78 659.0 21.6 78.8
注:850℃固溶后,500℃時效2h。

表8 不同熱處理狀態1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)鋼的力學性能
熱處理工藝 σ0.2(MPa) σb(MPa) δ5(%) ψ(%) 硬度HRC
(850±20)℃淬火,空冷 839.6 1017.1 15.4 55.1 31.5
(850±20)℃淬火,空冷,510℃回火 1026.9 1300.5 13.3 45.0 43
(850±20)℃淬火,空冷,600℃軟化 699.3 798.4 21.0 60.0 25.3
(850±20)℃淬火,600℃軟化,530℃回火 991.6 1095.5 17.3 49.8 39
850℃固溶,530℃回火 1191.6 1292.7 14.6 52.7 41.8
870℃固溶,510℃回火 1169 1304 16.0 49.2 43.5

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