渗碳型橡塑模具钢知识点概述

渗碳型橡塑模具钢的塑性好，主要用于冷挤压成形的橡塑模具，无须进行切削加工，对于大批量生产同一形状的模具很有利。它可缩短模具的制造周期、降低成本，而且模具的互换性好。为了便于冷挤压成形，这类钢在退火状态必须有高的塑性和小的变形抗力，冷加工硬化效应不明显。成形复杂型腔时，要求退火硬度≤100 HBS；成形浅型腔时，要求退火硬度≤160 HBS。因此，对这类钢要求有低的碳含量，一般ωC＝0.10%～0.25%；钢中的部分合金元素使铁素体产生固溶强化，因此，需要加以选择和限制，其中铬、镍是比较理想的元素。常用渗碳型橡塑模具钢有20，20Cr，12CrNiZ，iZCrNi3，12Cr2Ni4，20Cr2Ni4，0Cr4NiMoV（LJ）钢等。

1）12CrNi3钢

12CrNi3钢是传统的中淬透性合金渗碳钢，冷成形性能属中等。该钢碳含量较低，加入合金元素镍、铬，以提高钢的淬透性和渗碳层的强韧性，尤其是加入镍，在产生固溶强化的同时，明显提高钢的塑性。该钢的锻造性能良好，锻造加热温度为1 200℃，始锻温度1 150℃，终锻温度大于850℃，锻后缓冷。

为了提高钢的冷成形性，锻后必须进行软化退火。退火工艺为：加热到740～760℃，保温4～6 h后以5～10℃／h的速度缓冷至600℃，再炉冷至室温。退火后的硬度＜160 HBS，适于冷挤压成形。

12CrNi3钢也可用来制造切削加工成形的橡塑模具。为了改善切削加工性能，模坯须经正火处理。正火工艺为：加热到880～900℃，保温3～4 h后空冷。正火硬度≤229 HBS，切削加工性能良好。

12CrNi3钢采用气体渗碳工艺时，加热温度为900～920℃，保温6～7 h，可获得0.9～1.0 mm的渗碳层，渗碳后预冷至800～850℃直接油冷或空冷淬火，淬火后表层硬度可达56～62 HRC，心部硬度为250～380 HBS。12CrNi3钢主要用于冷挤压成形复杂的浅型腔塑料模具，或用于切削加工成形大、中型塑料模具。

2）20Cr2Ni4钢(www.xing528.com)

20Cr2Ni4钢为高强度合金渗碳钢，有良好的综合力学性能，其淬透性、强韧性均超过12CrNi3钢。该钢锻造性能良好，锻造加热温度为1 200℃，始锻温度1 150℃，终锻韫度大于850℃，锻后缓冷。

20Cr2Ni4钢如在锻后出现晶粒粗大时，即使经正火及随后渗碳加热，在淬火后仍将得到粗大的马氏体组织。而且，当表面碳含量较高时，还易于在粗大奥氏体晶粒的晶界上形成碳化物网。对于此类钢，如锻后发现晶粒粗大，可以用下列热处理工艺加以改善：先在640～670℃回火6 h后空冷，以消除锻造后的残余应力，然后以大于20℃／min的速度加热到880～940℃，空冷，再在650～770℃回火，以获得均匀细小的珠光体和少量铁索体组织。

3）OCr4NiMoV（LJ）钢

LJ钢为冷挤压成形橡塑模具专用钢。LJ钢的碳含量极低，塑性优异，变形抗力低，其冷挤压成形性能与工业纯铁相近，冷挤压成形的模具型腔轮廓清晰、光洁、精度高。钢中的主要元素为Cr，辅加元素为Ni，Mo，V等，合金元素的主要作用是提高钢的淬透性，提高渗碳层的硬度、耐磨性和心部强度。

LJ钢具有良好的锻造性能和热处理工艺性能。锻造加热温度为1 230℃，始锻湿度为1 200℃，终锻温度为900℃。退火加热温度为880℃，保温2 h，随炉缓冷至650℃出炉空冷，退火硬度为100～105 HBS。

LJ钢的渗碳速度快，比20钢快一倍。固体渗碳加热温度为930℃，保温6～8 h，渗后在850～870℃油中淬火，在200～220℃回火2 h，回火后表面硬度为58～60 HRC，心部硬度为27～29 HRC，热处理变形小。LJ钢主要用来冷挤压成形精密塑料模具，由于渗碳层深度较大，不会出现型腔表面塌陷和内壁咬伤的现象，使用效果良好。