avatar avatar 我的文献 新型时效硬化塑料模具钢的开发 作者 王剑锋 单位 昆明理工大学 导师 刘建雄; 马党参 关键词 塑料模具钢; NAK80钢; NAK80-M钢; 固溶处理; 时效处理
摘要
随着塑料制品的应用越来越广泛,塑料制品的种类愈加多样化,表面质量要求不断提高,从而对塑料模具钢的抛光性能要求越来越高,同时还对塑料模具钢的耐腐蚀性提出了新的要求。目前市场上广泛使用的高镜面抛光性能塑料模具钢是日本开发的NAK80时效硬化型预硬化塑料模具钢。但国内自主生产的NAK80钢存在较大差距,对该钢的生产关键技术未掌握,存在心部力学性能差、组织分布不均匀、淬透性不佳等问题,同时,该钢耐蚀性能较差,不能满足塑料制品发展对模具钢的耐蚀性要求。调制开发具备更优异力学性能和耐蚀性能的新型时效硬化型塑料模具钢具有重要意义。本文在NAK80钢的基础上,通过调整合金成分与优化热处理制度,研发出新型时效硬化型塑料模具钢NAK80-M。与NAK80钢相比,NAK80-M钢中添加了 2.00%的Cr和0.15%的V,Mo的含量提高至0.76%,Ni和Cu的含量分别降低至1.50%和0.49%。通过研究合金元素变化对相组成和相变行为、微观组织和力学性能、以及热处理工艺的影响,得到以下主要结论:(1)热力学计算与等温转变试验结果表明,NAK80-M和NAK80两种钢的平衡相种类相同,但NAK80-M试验钢的临界温度点Ac3、Ac1相对较高,使得碳化物的溶解温度提高。(2)固溶处理后,NAK80和NAK80-M试验钢获得的组织主要由板条马氏体和残余残余奥氏体构成。分别在850℃和880℃下进行2h的固溶处理,NAK80和NAK80-M钢可获得最高的硬度。同时,对两种钢的峰值硬度进行比较,可知NAK80-M钢的硬度更高。(3)固溶+时效处理后,NAK80和NAK80-M试验钢获得的组织主要由板条马氏体、粒状贝氏体、残余奥氏体和析出碳化物构成。不同时效温度的研究表明,NAK80-M钢在880℃固溶2h后空冷,随后进行540℃时效,达到材料力学性能峰值,NAK80钢在850℃达到材料力学性能峰值。不同时效时间研究表明,NAK80-M钢在880℃固溶2h后空冷,随后进行540℃时效保温4h后空冷,达到材料力学性能峰值。同时对比两种钢力学性能峰值数据可知,NAK80-M钢的硬度和冲击韧性值比NAK80钢高出2.5HRC和50J。NAK80-M钢的最佳热处理工艺是:880℃固溶2h后空冷,随后进行540℃时效保温4h后空冷。
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