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耐蚀塑料模具钢当较大批量地生产聚氯乙稀、氟化塑料、阻燃塑料等塑料制品时,模具需耐氟、氯等卤族元素气体的腐蚀,为此需在模具表面镀铬或直接采用耐腐蚀钢。国内开发的耐腐蚀塑料模具钢OCrl6Ni4Cu3Nb(代号PCR)属于马氏体沉淀硬化不锈钢,在1050℃固溶(空冷)后得到单一的板条马氏体组织,硬度为HRC32~35,经480℃左右时效后,析出弥散强化相CuNi,硬度上升到HRC39~44。该钢在含有氟、氯等离子的腐蚀性介质中的耐蚀性明显优于17一4PH(OCrl7Ni4Cu4),适用于制造含氯、氟或混入阻燃剂的热塑性塑料的注射模具。
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Cr12系列冷作模具钢是较广泛采用的钢种系列,具有良好的淬透性和耐磨性,但共晶碳化物偏析较严重,韧性较差,淬火后异常变形较大。为弥补此类钢的性能缺陷,国内先后开发了一些高强韧耐磨钢,如7Cr7Mo2V2Si(代号LD)、Cr8WmoV3Si(代号ER5)、9Cr6W3Mo2V2(代号GM)、Cr8MoV2Ti、80Cr7Mo3W2V等。与Cr12、Cr12MoV相比,此类钢的碳和铬的含量较低,改善了碳化物不均性,提高了韧性;适当增加了W、Mo、V等合金元素的含量,从而增强了二次硬化能力,提高了耐磨性。所以,此类钢在具有良好的强韧性的同时,还有优良的耐磨性和较好的综合性能,主要用于制造承受应力较大、要求高强韧性和耐磨损的各类冷作模具。
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7Cr7Mo2V2Si,代号LD,初是针对冷镦模具而研制的。其碳含量低于G.Steven推荐的'平衡碳'规律,使钢在具有高硬度的同时,又具有较好的韧性;加入Cr、Mo、V元素,有利于二次硬化,钢具有较高的硬度、强度和良好的耐磨性;加入一定量的Si,以强化基体,提高回火稳定性。LD钢常用的热处理工艺是1100~1150℃淬火,530~570℃回火,回火后硬度HRC57~63。1100℃淬火后的组织为细针马氏体十残留奥氏体十剩余碳化物,晶粒度10.5级。l100℃淬火、570℃回火后的组织为回火马氏体十残余碳化物。LD钢已被广泛应用于制造冷锻、冷冲、冷压、冷弯等承受冲击、弯曲应力较大,又要求耐磨损的各类冷作模具。
高精度、率、长寿命的冲模、塑料注射成形模具,可成形加工几十万,甚至几千万产品零件,如一副硬质合金模具,可冲压硅钢片零件(E型片、电机定转子片)上亿件,称这类模具为大批量生产用模具。适用于多品种、少批量或产品试制的模具有:组合冲模、快换冲模、叠层冲模或成型冲模,低熔点合金成型模具等,在现代加工业中,具有重要的经济价值,称这类模具为通用、经济模具。电子、计算机、现代通信器材与设备,电器、仪器与仪表等工业产品的元器件或零、部件越来越趋于微型化、精密化,其零件机构设计中的槽、缝、孔尺寸要求在0.3mm以下,批量生产用模具要求很高。如高压开关中的多触点零件,宽度仅为10mm,却需冲孔、冲槽、弯曲、三层叠压等工序,模具需设计为70工位的精密级进行冲模。又如,BP机中零件尺寸及其微小,对模具的要求更高。这类微型冲件和塑件用的模具,以成为高技术模具或专利型模具。