對于復(fù)雜、精密、高壽命的塑料模具，模具材料在使用狀態(tài)下必須有高的綜合力學(xué)性能，為此必須進(jìn)行最終熱處理。但是，采用一般的最終熱處理工藝，往往導(dǎo)致模具的熱處理變形，模具的精度很難達(dá)到要求。
時(shí)效硬化型塑料模具鋼在固溶處理后變軟(28~34HRC)，可進(jìn)行切削加工，待加工成形后進(jìn)行時(shí)效處理，可獲得很高的綜合力學(xué)性能，時(shí)效熱處理變形很小；優(yōu)點(diǎn)：可切削、力學(xué)性能好、變形很小 焊接性能好、可進(jìn)行滲氮等；應(yīng)用：宜制造復(fù)雜、精密塑料模具。分類：馬氏體時(shí)效鋼 、析出硬化型時(shí)效鋼。

馬氏體時(shí)效鋼
        馬氏體時(shí)效鋼具有高比強(qiáng)度、良好的可加工性和焊接性，簡單的熱處理制度等優(yōu)點(diǎn)，受到宇航工業(yè)的高度重視，得到了迅速的發(fā)展。典型鋼號是18Ni，屈服強(qiáng)度級別有1400MPa、1700MPa、2100MPa三個級別，可分別簡寫為18Ni140級、18Ni170級、18Ni210級，也分別對應(yīng)國外的18Ni250級、18Ni300級、18Ni350級；典型牌號有18Ni140、 18Ni170、18Ni210、06Ni6CrMoVTiAl（06Ni）等。
⒈馬氏體時(shí)效硬化型塑模鋼---18Ni：18Ni類鋼的化學(xué)成分和力學(xué)性能：Ni、Co、Mo、Ti、Al
合金化原則與強(qiáng)化機(jī)理：大量加入Ni:確保固溶處理（淬火）后,能獲得單一的馬氏體組織、Ni與Mo相互作用形成時(shí)效強(qiáng)化相Ni3Mo， Ni≥10％后，還可大大提高斷裂韌度。強(qiáng)化元素：Co 、Mo、Ti、Al；強(qiáng)化機(jī)理：其強(qiáng)化相為金屬間化合物：Ni3Mo、Ni3Al、Ni3Ti或NiAl 等。碳對鋼的強(qiáng)度影響很大，即使含極少量碳元素，也會使M強(qiáng)度顯著提高。但碳的含量增至0.03%，又會降低鋼的屈服強(qiáng)度。故M時(shí)效鋼的碳含量不宜超過0.03%；馬氏體時(shí)效鋼即使很慢冷卻也只能產(chǎn)生馬氏體，不會出現(xiàn)淬透性不足的問題。
應(yīng)用：18Ni 類低碳馬氏體時(shí)效鋼主要制造高精度、超鏡面、型腔復(fù)雜性、大截面、大批量生產(chǎn)的塑料模具。但這類鋼價(jià)格昂貴，應(yīng)用受到限制。
⒉馬氏體時(shí)效硬化型塑模鋼---06Ni（06Ni6CrMoVTiAl）：此鋼屬低鎳無鈷馬氏體時(shí)效鋼。
優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格比18Ni低得多，熱處理變形小。固溶工藝：850℃×1h。（1）空冷26~28HRC；（2）油冷24~25HRC；（3）水冷22~23HRC。固溶后的冷卻速度越快，硬度越低，但時(shí)效后的硬度卻越高。時(shí)效工藝：520 ℃×6h，硬度為43~48HRC；組織：板條M加析出的強(qiáng)化相(Ni3Al、Ni3Ti、TiC、TiN)；性能：具有良好的綜合力學(xué)性能和一定的耐蝕性能，并可以進(jìn)行滲氮、鍍鉻。應(yīng)用：化工、儀表、輕工、電器、航空航天和國防工業(yè)部門等，用以制作磁帶盒、照相機(jī)、電傳打字機(jī)等零件的塑料模具。制作的磁帶盒塑料模具使用壽命可達(dá)200萬次以上。

析出硬化型時(shí)效鋼
        析出硬化型：析出硬化型時(shí)效鋼所含的合金元素比馬氏體時(shí)效鋼少，特別是Ni含量少得多。在固溶處理狀態(tài)下硬度為30HRC左右，可以進(jìn)行切削加工，制成模具后再進(jìn)行時(shí)效處理，使硬度達(dá)到40HRC左右。時(shí)效變形量很小，約在0.01％左右，適宜制造高硬度、高強(qiáng)度和高韌性的精密塑料模具。固溶處理的目的在于得到細(xì)小的板條馬氏體，以提高鋼的強(qiáng)韌性；固溶淬火后的馬氏體硬度較高，需進(jìn)行高溫回火降低硬度。高溫回火工藝的選擇原則，既要使馬氏體充分分解，又要避免NiAl相的脫溶析出。鋼材的最終性能是通過時(shí)效處理得到NiAl相而強(qiáng)化。
⒈25CrNi3MoAl鋼：
低Ni無Co型Ni-Mo-Al系析出硬化型馬氏體時(shí)效鋼，適于制造變形率低、鏡面要求高或要求光刻花紋的普通及精密塑料模具，經(jīng)軟化處理后，可通過冷擠壓成形。因含Ni量低，價(jià)格遠(yuǎn)低于馬氏體時(shí)效鋼，也低于超低碳中合金時(shí)效鋼。調(diào)質(zhì)硬度為230~250HBS，有良好的切削加工性能和電加工性能，時(shí)效硬度為38~42HRC，時(shí)效變形≤0.05％。鏡面研磨性好，表面粗糙度可達(dá)Ra0.2~0.025微米，表面光刻侵蝕性好，光刻花紋清晰。焊接修補(bǔ)性好，時(shí)效后焊縫硬度和基體硬度相近。熱處理工藝：調(diào)質(zhì)工藝：880℃固溶，水淬或空冷，48~50HRC，680℃×5h回火，硬度為22~23HRC。時(shí)效工藝：成形后540×6h時(shí)效，39~42HRC，時(shí)效變形率約為－0.039%。因時(shí)效溫度范圍與滲氮溫度范圍一致。故兩者可同時(shí)進(jìn)行，從而提高模具表面的耐磨性和抗咬合能力。制作高精密塑料模具時(shí)，與上述工藝相同，只需在半精加工后，進(jìn)行一次650℃×1h的去應(yīng)力處理，時(shí)效變形率僅為-0.01～- 0.02％。
⒉PMS---10Ni3MnCuAlMo (PMS)鋼：
PMS鋼屬馬氏體析出硬化型鏡面塑料模具鋼，低的含碳量，金屬間化合物NiA1、CuAl、CuNi等強(qiáng)化。鍛造工藝：加熱溫度為1130~1160℃，始鍛溫度1100~1120℃，終鍛溫度≥850℃，鍛后灰冷。鍛后不必退火，即可進(jìn)行機(jī)械加工。固溶工藝：870℃×1h空淬，硬度30~35HRC時(shí)效工藝：成形后490~500℃時(shí)效，45HRC有良好的綜合性能和鏡面加工性能，變形極小；www.syfukang.com因含有Al，特別適宜進(jìn)行表面滲氮或碳氮共滲，硬度可達(dá)1000HV以上，其時(shí)效溫度與滲氮溫度相近，故滲氮時(shí)可同時(shí)進(jìn)行時(shí)效處理；用于要求有高鏡面要求的精密模具，是理想的光學(xué)透明塑料制品的成型模具材料。焊接性能：優(yōu)異，補(bǔ)焊硬度30HRC左右，機(jī)械加工，為模具補(bǔ)焊修復(fù)提供了方便。冷擠成形：碳量在下限時(shí)，PMS鋼實(shí)際上是一種Fe-Ni-Al-Cu合金，可擠壓成形，對于形狀復(fù)雜的模具，這一優(yōu)點(diǎn)顯得特別重要。鏡面性能→表面粗糙度Ra≤0.05微米，拋磨時(shí)間較45鋼可縮短50%，質(zhì)量比45鋼高1倍。表面潔凈耐蝕，圖案蝕刻性能絕佳。耐蝕性→在鹽酸溶液中加熱沸騰時(shí)，有極好的耐蝕性能，腐蝕率只有2Crl3鋼的1/6~1/8
⒊SM2---Y20CrNi3A1MnMo(SM2)鋼：
SM2鋼屬含硫系中合金時(shí)效硬化易切削預(yù)硬鋼，它具有良好的綜合力學(xué)性能和加工工藝性能、優(yōu)良的鏡面拋光性能，可滲氮。適用于高精度模具。  
合金化原則：（1）Al，時(shí)效強(qiáng)化相Ni3A1。（2）Cr,↑淬透性（3）S和Mn，形成易切削相。因此，SM2鋼的切削性能和淬透性優(yōu)于PMS鋼，但鏡面性能略低。鍛造工藝：與SM1鋼相同，鍛造加熱溫度為1150℃，始鍛溫度為l050℃，終鍛溫度為850℃，但鍛后不必退火。固溶工藝：900℃×2h，油冷，硬度為42~45HRC，高溫回火：700℃×2h回火后油冷，硬度為28HRC，具有良好的切削加工性能。時(shí)效處理：成形后500~520℃時(shí)效，硬度為40HRC，對于要求型腔表面光潔、精度較高的模具，可在此硬度下進(jìn)行精加工，拋光表面。表面處理：具有良好的滲氮、氮碳共滲、離子滲氮等工藝性能。應(yīng)用領(lǐng)域：己在紗管模、三角尺模、牙刷模、相機(jī)模、玩具模、線路板模等方面得到了廣泛應(yīng)用，完全可以取代進(jìn)口材料。

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