不銹塑料2083模具鋼的淬透性

1 2083模具鋼透性分析

2083模具鋼的淬透性是鋼的多種性能中的重要指標之一，對模具設(shè)計、材料挑選、模具加工工藝布置、熱處理工藝開發(fā)、新模具鋼的開發(fā)及現(xiàn)有模具鋼的改善、2083模具鋼的質(zhì)量管理具有非常重要的指導(dǎo)意義。

不銹鋼塑料模具鋼中使用最多的是2083模具鋼、2316鋼和2085鋼，前兩條分別對應(yīng)我國SM4Cr13鋼和SMCr17Mo鋼，但2085鋼還沒有相應(yīng)的等級的模具鋼。2083模具鋼用于制造52HRC硬化模具型腔、型芯和鑲件。2316鋼用于制造事先結(jié)實的模具零件，2085鋼用于制造模架。這幾種鋼結(jié)合在一起，形成一個完全耐蝕的模具，由不銹鋼塑料模具鋼組成。由于各鋼在模具中的位置和作用不同，對淬透性的要求不同。而且，隨著塑料模具的擴大，對鋼鐵的淬透性要求也在提高。不銹鋼塑料模具鋼以追求更高的淬透性為目標，可以說成為不銹鋼塑料模具鋼發(fā)展的主線。

2083模具鋼是不銹鋼塑料模具的主角，特別是高級鏡面模具，粗加工后淬火，硬度達52HRC。但是也有兩個大缺點。一個是鋼的淬透性低。二、切削加工性差異[1]。

低淬透性的結(jié)果如下。

(1)在制造中，只能用于小型模具，不可用于制造大而厚的中型模具。

(2)淬火時冷卻速度要足夠快，淬火變形、淬火的危險也會相應(yīng)增大。

(3)不適合用作需要高淬透性的預(yù)備硬鋼。

但是，在尋找關(guān)于2083強的淬透性資料時，即使故意漫不經(jīng)心地回避，也經(jīng)常會出現(xiàn)“淬透性高”的情況[2]。

測定淬透性的方法很多，目前最廣泛采用的是正常淬透性測定法。但是，該方法只能測量低、中、淬透性鋼、直徑小于150毫米的鋼材，不適用于高、淬透性大斷面鋼材。

鋼的淬透性本質(zhì)上是過冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的能力大小，連續(xù)冷卻變化度(CCT圖)是解釋過冷奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)，奧氏體轉(zhuǎn)變是淬透性的物理基礎(chǔ)，兩者之間有定量關(guān)系，更接近淬火生產(chǎn)實際，因此對實踐的指導(dǎo)更大。

2 2083強(4Cr13)CCT圖表

2083鋼(4Cr13)CCT圖可以在說明書和模具鋼廠提供的資料中比較可靠的2083鋼(4Cr13鋼)的CCT圖[3]。如圖1所示，奧氏體化溫度為980，油冷。其中進行了個別修改。

3冷卻曲線

冷卻曲線是不同直徑圓桿在不同淬火介質(zhì)中冷卻時，表層和中心溫度隨時間變化的曲線。圓棒直徑越大，冷卻速度越低，冷卻時間越長。決定冷卻曲線有三個：實測，可信度高，費用高，耗時長。分析方法，概念明確，準確度低；可以說明分析方法、動態(tài)過程、高精度。

魯塞爾從熱學(xué)理論計算冷卻曲線，結(jié)合實測數(shù)據(jù)進行修正，精度進一步提高，結(jié)果冷卻曲線如圖所示[5]。

圖3縱坐標有I、II、II、II、和五種溫度標尺，可以使用各種奧氏體化溫度。這是因為奧氏體化溫度只改變冷卻曲線的轉(zhuǎn)換位置，而不改變冷卻曲線的形狀。