渗碳型塑料模具用钢的热处理

渗碳塑料模具钢主要用于塑料模具的冷挤压成型。青岛热处理指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。为了便于冷挤压成型，这种钢在退火状态下必须具有高塑性和低变形抗力，因此对这种钢要求低碳或超低碳含量，为了提高模具的耐磨性，这种钢在冷挤压成型后一般进行渗碳淬火回火，其表面硬度可达58 ~ 62HRC。这种钢在国外有特殊钢种，如瑞典的8416、美国的 P2和 P4等。工业纯铁(如 DT1和 DT2)、20、20Cr、12CRNI3A 和12CR2NI4A 钢以及新开发的冷成形特种钢 IJJ 在中国经常使用。

(1) LJ钢

表4-10显示 LJ 钢铁的化学成份化学成份。

表1 LJ钢的化学组成成分（质量进行分数，%）

C

Mn

Si

Cr

Ni

Mo

V

0. 08

0.3

0.2

3.6～4.2

0.3～0.7

0.2～0.6

0.08～0.15

该钢含碳量很低，因而塑性优异、变形抗力低。钢中主加元素为铬，辅加元素为镍、钼、钒等，合金元素的主要作用是提高淬透性和渗碳能力，增加渗碳层的硬度和耐磨性以及心部的强韧性。

2)工序表现。LJ 钢具有良好的延展性和热处理工艺。1锻造工艺: 加热温度1230 °C，初锻温度1200 °C，终锻温度900cc。2退火工艺: 加热温度为880 °C，保温2h，随炉缓慢冷却至650 °C (冷却速度约为40 °C/H) ，然后出炉冷却，退火硬度为100 ~ 105HBW，冷挤压成型可顺利进行。3固体渗碳工艺: 加热930 ° C (6 ~ 8) h，渗碳后油淬850 ~ 870 ° C，热处理后低温回火200 ~ 220 ° C2H，表面硬度58 ~ 60HRC，中心硬度27 ~ 29HRC，变形量很小。U 钢渗碳速度快，渗碳层深度大于20钢两倍。

3)实际发展应用。LJ钢冷成型性与工业纯铁相近，用冷挤压法成型的模具型腔轮廓进行清晰、光洁、精度高。LJ钢主要可以用来作为替代10、20钢及工业纯铁等冷挤压技术成型的精密塑料模。由于没有渗碳淬硬层较深，基体材料硬度高，不会导致出现型腔表面发生塌陷和内壁或者咬伤感染现象，使用教学效果具有良好。

(2) 12CrNi3A钢

1)化学组成成分。12CrNi3A钢是传统的中淬透性合金渗碳钢，其成分分析见表4-11。

为了提高钢的淬透性和渗碳层特别是镍层的强韧性，在固溶强化的同时，钢的塑性明显提高。与其他冷成形塑料模具钢相比，该钢的冷成形性能为中等。

表212化学成份(质量分数,%)

C

Si

Mn

Cr

Ni

P、S

0.09～0.16

0.17～0.37

0.30～0.60

0.60～0.90

2.75～3.25

0.025

2)工艺性能。