新型环保纸模制品用不锈钢模具材料的开发
发布时间:2017-12-25 06:39
作者:互联网
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纸模制品是一项新兴的绿色环保型
产品,其产品具有
生产工艺简练,无污染,易降解,可回收再生利用的特点。目前可应用的纸模
模具大致有
合金工具钢模具、
不锈钢模具、
铝合金模具以及
铜合金模具等。随着纸模制品性能的不断提高,人们对纸模模具的性能要求已日益增强。模具从开发设计到使用过程由于周期较长且投入大,因而不断提高纸模模具的质量和使用寿命,成为人们关注的
焦点。对于新型环保纸模模具的研究成为必然趋势。不锈
钢中含Cr可以使得钢的表面形成
薄膜,这一层薄膜起到耐
腐蚀的作用。由于纸模用模具通常
需要与一定酸
碱度的浆液进行接触,因而,必须具有良好的耐腐蚀性能。科研人员针对纸模制品用模具的要求,开发了新型纸模制品用不锈钢模具材料,并研究了模具的相关性能,为纸模模具的选用提供技术参数。本试验设计了A1和A2两组不锈钢模具用钢,Y4
模具钢为国产商用模具钢,其成分如表1。试验用钢利用50kg真空中频
感应炉采用不氧化
熔炼工艺进行熔炼,采用冲入法对钢液进行净化、孕育和变质处理。熔炼后的
钢锭经
锻造后,得到试验用钢,再将试验用钢进行
热处理得到最终的不锈钢模具样品。在锻造过程中,加
热温度为1100~1150℃,开始锻造温度为1040~1080℃,终锻温度大于860℃。热处理过程中的
淬火温度分别为950、1000、1050、1100、1150℃,保温时间为25min,然后油冷淬火到室温。淬火后采用一次
回火和二次回火进行处理,一次回火温度为200、300、400℃,回火处理120min,二次回火温度分别为500、600℃,每次处理时间为60min。对试样进行
拉伸性能、冲击性能、
硬度值
测试;用
金相显微镜观察样品组织;采用扫描电子显微镜对样品的微观形貌进行观察分析。表1 试验用新型不锈模具钢和普通商用模具钢的化学成分(质量分数,%)
钢种 | C | Cr | Mo | Si | Mn | P | S | V |
A1(45Cr12MoV) | 0.45 | 12.5 | 0.41 | 0.62 | 0.32 | <0.03 | <0.03 | 0.22 |
A2(85Cr10MoV) | 0.85 | 10.5 | 0.91 | 0.95 | 0.35 | <0.03 | <0.03 | 0.25 |
Y4(42Cr3Mo2MnV1) | 0.42 | 2.85 | 2.11 | 0.42 | 1.02 | <0.03 | <0.03 | 1.01 |
结果表明:(1)试验设计了两组不锈钢模具与国产商用模具钢进行对比,研究了热处理工艺对不锈钢模具性能的影响规律。试验表明,A1和A2不锈钢模具力学性能
指标部分优于Y4模具钢。(2)模具钢硬度值随淬火温度的升高呈现先增加后减小趋势,随回火温度的升高总体呈现先减小后升高再降低趋势。最佳热处理工艺为1050℃淬火+500℃二次回火处理的A1模具钢的抗拉
强度为1712.3MPa、屈服强度为1476.5MPa、
延伸率为7.8%、HRC硬度值为69.3以及
冲击功为7.3J。(3)对不锈钢模具的微观组织分析表明,淬火+回火处理后模具钢的二次硬化能提升模具钢的硬度值,而回火过程中
碳化物的长大以及分布不均匀容易造成冲击
韧性的降低。(心远)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。