两种4Cr13型耐蚀模具钢的热处理工艺及性能研究

年来塑料制品业发展非常迅速，塑料加工机械化程度不断提高，对使之成型的塑料材料、设计、制造要求越来越高。对塑料模具材料而言，除要求其具有优良的耐磨性、切削加工性、耐热性及高的强韧性外，针对某些塑料在熔融状态下，会分解出氯化氢、氟化氢和二氧化硫等气体，故模具要有一定的耐腐蚀性。目前，国内模具钢用户一般选用4Cr13型不锈钢。为此，研究了含量为W（C）=0.36～0.45%的两种4Cr13 型耐蚀塑料模具钢，分别称为A钢和B钢。

　　试验用4Cr13型耐蚀模具钢取自某特钢公司正常生产的产品，生产工艺为：EAF＋LF＋VD冶炼，并浇注成3t锭，然后经Φ850mm轧机轧制成260×120mm扁坯，钢坯经酸洗、精整后，经Φ650mm轧机轧制成中间坯，再经WF-540轧机轧制成46×255mm扁钢。试验钢的化学成分见表1，B钢在A钢的基础上添加了W（V）≈0.30%，W（Si）≈0.80%，W（Mn）≈0.40%等元素以增加淬透性，进一步细化晶粒，提高材料硬度，提高抛光性及耐蚀性。非金属夹杂物级别见表2。试验钢为退火态，硬度分别为A钢195HB和B钢184HB。

表1  试验钢的化学成分/% 

代号	C	Mn	Si	Cr	Ni	V	P	S
A	0.383	0.16	0.30	12.98	0.26	0.05	0.023	0.010
B	0.398	0.59	1.14	13.38	0.22	0.28	0.013	0.006

　　
　　表2  试验钢的夹杂物水平　
　　

代号	A细	A粗	B细	B粗	C细	C粗	D细	D粗	DS
A	1.0	0	1.5	0	0	0	0.5	0	0
B	0.5	0	1.0	0	0	0	0.5	0	0

 
　　本次研究了两种钢经不同温度淬火、回火后的硬度和显微组织，并对两种钢的抛光性能，及在使用条件下的耐腐蚀性能进行了对比分析。结果表明：
　　（1）两种试验钢经适当热处理后，均具有相对较高的硬度，B钢的淬火、回火硬度高于A钢，但均可以满足塑料模具的需求。
　　（2）根据实验结果及模具对材料的使用要求，推荐1040℃油淬＋610℃两次回火的热处理工艺。
　　（3）两种试验钢在同一状态，相同条件下B钢的抛光性能要优于A钢。
　　（4）两种试验钢在相同的调质工艺及相同腐蚀条件下，B钢的耐蚀性要优于A钢，平均年腐蚀深度比A钢降低34.28%。