銅元素對耐蝕性塑料模具鋼性能的影響.pdf

1、4Cr13鋼屬于馬氏體不銹鋼(美國AISI的420鋼)，在國際上廣泛用作預硬耐蝕性塑料模具鋼。該鋼適宜制造承受高負荷、高耐磨及在腐蝕介質作用下的塑料模具。4Cr13鋼在供應時需預先進行熱處理，使之達到33～36HRC的使用硬度，并要求在使用硬度下可以直接進行加工。因此，加工性能的優(yōu)劣直接影響了4Cr13鋼的使用和推廣。 本文通過向4Cr13鋼中加入銅元素來提高其加工性能，并進一步研究了銅元素對其耐腐蝕性能以及其它各項性能的影響，

2、并與含硫4Cr13鋼進行了對比。利用SDT-Q600設備和DIL805A相變儀分析了銅元素對4Cr13鋼相變點的影響。通過硬度測量，金相組織觀察，X射線，電子顯微鏡分別研究了回火工藝，鋼中的碳化物以及夾雜物。利用室溫拉伸，室溫沖擊研究了銅和硫元素對4Cr13鋼強度和韌性的影響。利用浸泡腐蝕、鹽霧腐蝕以及極化曲線對4Cr13鋼、4Cr13S鋼以及4Cr13Cu鋼的耐腐蝕性能進行了對比研究。通過車削試驗研究了銅元素對4Cr13鋼加工性能的影

3、響，并與4Cr13S鋼的加工性能進行了對比。利用高分辨透鏡和掃描電鏡對4Cr13Cu鋼中的易切削相進行了觀察，并對其成分進行了檢測，進而提出了銅提高塑料模具鋼4Cr13切削性能的機理。試驗結果表明如下： 1、4Cr13鋼的ACl點為790℃；而4Cr13Cu鋼的ACl點為742℃。通過600℃回火5小時的回火工藝，達到35HRC的使用硬度。4Cr13Cu鋼中碳化物主要為Cr23C6型碳化物。 2、硫的加入降低了4Cr13

4、鋼的強度和延伸率，而銅加入后，強度基本不變，而延伸率則提高了20％。硫元素的加入明顯降低了4Cr13鋼的沖擊韌性，尤其是橫向沖擊韌性。相反，銅元素的加入顯著提高了4Cr13鋼的沖擊韌性。橫向沖擊功提高了26％，縱向沖擊功提高了20％。 3、硫元素的加入極大的提高了4Cr13鋼的在鹽酸中的腐蝕速率。而銅元素的加入則降低了4Cr13鋼的腐蝕速率。銅元素提高了鋼的自腐蝕電位，而硫元素則降低了鋼的自腐蝕電位。4Cr13Cu鋼的皮紋刻蝕性

5、能優(yōu)于4Cr13鋼和4Cr13S鋼的皮紋刻蝕性能。 4、銅、硫元素都顯著提高了4Cr13鋼的切削性能。4Cr13Cu鋼的易切削性能達到了4Cr13S鋼的易切削水平。銅元素和硫元素的加入增大了4Cr13鋼的粗糙度，有損于4Cr13鋼的拋光性能，但4Cr13Cu鋼的拋光性能優(yōu)于4Cr13S鋼的拋光性能。 5、鋼中易切削相為銅-石墨復合相，大小約為10nm。銅-石墨復合相是以銅為形核中心，石墨分布于銅周圍的析出相。銅-石墨復合