25CrNi3MoAl鋼屬低鎳無鈷時(shí)效硬化鋼,這是參考了國(guó)外同類鋼的成分,并根據(jù)我國(guó)冶煉工業(yè)的特點(diǎn)及使用廠對(duì)性能的要求加以改進(jìn)而研制的一種新型時(shí)效硬化鋼,為我國(guó)時(shí)效硬化型精密塑料模具專用鋼種填補(bǔ)了空白。
1、化學(xué)成分及臨界相變點(diǎn)。25CrNi3MoAl鋼的化學(xué)成分見表1。
表1 25CrNi3MoAl鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)
臨界相變點(diǎn):Ac 1740℃、Ac3 780CC、Ms 290℃。
2、力學(xué)性能。①硬度:25CrNi3MoAl鋼經(jīng)不同溫度固溶及時(shí)效處理后的硬度分別見表2及表3。
表2 25CrNi3MoAl鋼經(jīng)不同溫度固溶處理后的硬度
表3 25CrNBMoAl鋼時(shí)效處理后的硬度
②室溫力學(xué)性能:25CrNi3MoAl鋼經(jīng)880℃固溶,680℃回火,540℃時(shí)效處理8h后的力學(xué)性能見表4123。
表4 25CrNi3MoAl鋼的室溫力學(xué)性能
3、熱處理工藝。①用作一般精密塑料模具:淬火加熱溫度880℃,空冷或水冷淬火,淬火硬度48~ 50HRC,再經(jīng)680℃,4~6h高溫回火,空冷或水冷,回火硬度22~23HRC,經(jīng)機(jī)加工成形。再經(jīng)時(shí)效處理,時(shí)效溫度520~ 540℃,保溫6~8h,空冷,時(shí)效硬度39~42HRC。再經(jīng)研磨、拋光或光刻花紋后裝配使用。時(shí)效變形率大約為-0.039%;②用于高精密塑料模具:淬火加熱溫度880℃,再經(jīng)680℃高溫回火,其余工藝同上。但在高溫回火后對(duì)模具進(jìn)行粗加工和半精加工,再經(jīng)650℃保溫1h,消除加工后的殘留內(nèi)應(yīng)力,然后再進(jìn)行精加工。此后的時(shí)效、研磨、拋光等工藝仍同上。經(jīng)此處理后時(shí)效變形率僅為-(0.01%~0.02)%;③用于對(duì)沖擊韌度要求不高的塑料模具:對(duì)退火的鍛坯直接經(jīng)粗加工、精加工,進(jìn)行520~ 540℃、6~8h的時(shí)效處理,再經(jīng)研磨、拋光及裝配使用。經(jīng)此處理后,模具硬度40~43HRC,時(shí)效變形率≤0.05%;④用作冷擠型腔工藝的塑料模具:模具鍛坯經(jīng)軟化處理后,即對(duì)模具擠壓面進(jìn)行加工、研磨、拋光。然后對(duì)冷擠壓模具型腔和模具外形進(jìn)行修整,最后對(duì)模具進(jìn)行真空時(shí)效處理或表面滲氮處理后再裝配使用。
4、特點(diǎn)及應(yīng)用。25CrNi3MoAl鋼有如下特點(diǎn):①鋼中含鎳量低,價(jià)格遠(yuǎn)低于馬氏體時(shí)效鋼,也低于超低碳中合金時(shí)效鋼;②調(diào)質(zhì)硬度為230~250HBW,常規(guī)切削加工和電加工性能良好。時(shí)效硬度為38~42HRC,時(shí)效處理及滲氮處理溫度范圍相當(dāng),且滲氮性能好,滲氮后表層硬度達(dá)1000HV以上,而心部硬度保持在38~ 42HRC;③鏡面研磨性好,表面粗糙度Ra可在0.02~0.025μm,表面光刻浸蝕性好,光刻花紋清晰均勻;④焊接修補(bǔ)性好,焊縫處可加工,時(shí)效后焊縫硬度和基體硬度相近。