渗碳型塑料模具用钢主要用于冷挤压成型的塑料模。为了便于冷挤压成型,这类钢在退火态须有高的塑性和低的变形抗力,因此,对这类钢要求有低的或超低的含碳量,为了提高模具的耐磨性,这类钢在冷挤压成型后一般都进行渗碳和淬回火处理,表面硬度可达58~62HRC。此类钢国外有专用钢种,如瑞典的8416、美国的P2和P4等。国内常采用工业纯铁(如DT1和DT2)、20、20Cr、12CrNi3A和12Cr2Ni4A钢,以及国内最新研制的冷成型专用钢IJJ。
(1) LJ钢
1)化学成分。表4-10是LJ钢的化学成分。
表1 LJ钢的化学成分(质量分数,%)
2)工艺性能。①锻造工艺:锻造加热温度为1200℃,始锻温度1150℃,终锻温度大于850℃,锻后缓冷,且必须施行软化退火;②退火工艺:740~760℃加热,保温4~6h后以5~10℃/h的速度缓冷至600℃,再炉冷至室温,退火后的硬度< 160HBW,适用于冷挤压成型;③正火工艺:870~ 900℃加热并保温3~4h后空冷,正火后硬度≤229HBW,可加工性良好。
12CrNi3A钢采用气体渗碳工艺时,加热温度为900~920℃保温6~7h,可获得0.9~1. 0mm的渗碳层,渗碳后预冷至800~ 850℃直接油淬或空冷,淬火后表层硬度可达56~ 62HRC,心部硬度为250~ 380HBW,变形微小。
3)实际应用。12CrNi3A钢主要用于冷挤压成型的形状复杂的浅型腔塑料模具。也可用来制造大、中型切削加工成型的塑料模具,为了改善可加工性,模坯须经正火处理。