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Cr13型塑料模具钢耐蚀性研究
塑料制品业近年来发展非常迅速,塑料加工机械化程度也不断提高,对使之形成的模具材料要求也越来越高。对塑料模具材料而言,除要求其具有优良的耐磨性,切削性及高的强韧性外,对于某些塑料(聚氯乙烯、氟化塑料或添加阻燃剂的阻燃塑料等),在熔融状态下,会分解出氯化氢、氟化氢和二氧化硫等气体,对模具型腔有一定的腐蚀作用,故模具要有一定的耐腐蚀性。目前耐蚀塑料模具钢主要使用Cr13型马氏体不锈钢及其改进型。该类钢为马氏体不锈钢,具有较好的抗大气和水蒸气腐蚀,热处理后能获得较高的硬度和耐磨性。东北特殊钢集团抚钢股份公司技术中心的科研人员对三种不同冶炼工艺和化学成分(碳含量)的Cr13型塑料模具钢的耐蚀性能进行了对比研究。
试验所用三种Cr13系列塑料模具钢,试验材料分别记为FS4、FS6、FS0。FS4和FS6化学成分相同,其中FS4采用EAF+LF+VD工艺冶炼;FS6采用EAF+LF+VD+ESR工艺冶炼;FS0是在FS6的基础上进行了成分改进(成分见表1)。为了更接近于模具实际使用状态,试验材料经调质处理后,硬度调整到35~36HRC的范围内。
表1试验钢的化学成分/%
牌号 |
C |
Ni |
Cr |
FS6 |
0.45 |
0.22 |
13.45 |
FS0 |
0.29 |
0.21 |
13.24 |
耐蚀试验在ATLASCCX2000盐雾试验箱中进行。非金属夹杂物按照ASTME45检验。盐雾试验相关条件见表2。
表2盐雾试验相关条件
试验标准 |
实验仪器 |
实验条件 |
实验温度 |
喷雾方式 |
试样 |
试样规格 |
试验 时间/h |
GB/T 10125-1997 |
ATLAS CCX2000 盐雾试验箱 |
氯化钠溶液50±5g/L,pH值:6.5~7.2 |
35±2℃ |
连续喷雾 |
三组,每组两个平行试样 |
50mm×50mm×4mm,表面粗糙度Ra=0.7μm |
24 |
盐雾试验箱氯化钠溶液50±5g/L,pH值:6.5~7.235±2℃连续喷雾三组,每组两个平行试样50mm×50mm×4mm,表面粗糙度Ra=0.7μm24
试验结果表明:(1)通过ESR二次精炼后,Cr13型塑料模具钢钢中非金属夹杂物由≤1.5级改善到≤1.0级,平均年腐蚀深度减少了34.28%。(2)当Cr13型塑料模具钢中的C含量由0.42%降低到0.29%,平均年腐蚀深度减少了18.31%。(3)根据塑料模具工作条件选择合适的Cr13型耐蚀模具钢,能够保证模具使用寿命,节约成本。
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