S136是ASSAB不锈钢概念的钢种之一。国产铬13型模具钢包括1Cr13钢、2Cr13、3Cr13钢和4Cr13钢,均属于马氏体型不锈钢。不锈钢概念是为了适应快速变化的塑料模具产业研发并不断扩充的不锈钢系列。众所周知的问题:模具锈蚀,表面需要反复抛光,不得不重新钻削冷却水道,部件锈合。单独或配套选用合适的不锈钢种,可生产不同应用领域中的高质量模具,尽量减少上述问题的发生。
S136的特性、化学成分、热处理工艺及应用
S136模具钢是ASSAB研发生产的高品质耐腐蚀、耐磨损、超镜面塑料模具钢,采用了电渣重熔(ESR)工艺,具有耐蚀、耐磨及良好的加工性能,可以获得很好的抛光表面质量,制作的模具可长期保持其加工表面质量, 降低了模具维护成本。
⒈S136的特性
S136为高级不锈模具钢,其具备以下的特性:
⑴、优良的耐腐蚀性;优异的抛光性;优良的耐磨性能;良好的机加工性能;热处理尺寸稳定性。
⑵、综合上述优点,使得该钢种具有卓越的生产特性。由于其优良的耐腐蚀性,在塑胶模具中优势明显。
⑶、低的维护成本
模具经过长期服役后,型腔表面仍然维持原始状态。模具在潮湿的环境下存放或使用时,不需要特别的保护。
⑷、低的生产成本
由于模具冷却水水道较少受腐蚀的影响(不象普通模具钢),热传导特性、冷却效率在模具整个服役周期中均保持稳定,确保了模具始终如一的循环时间。
上述优势结合S136的高耐磨性,提供低维护成本和高寿命的模具,达到最佳的经济效益。
⒉S136的化学成分
化学成分(%) C Si Mn Cr V 0.38 0.90 0.50 13.60 0.30
标准对照 AISI 420 modified,WNr. 1.2083 ESR,JIS SUS 420J2
出厂状态 软性退火至硬度200HB
⒊S136的热处理工艺流程
⑴、S136软化退火
在保护状态下,加热至890℃均温后,于炉中以每小时20℃冷却至850℃,再以每小时10℃冷却至700℃接着再置于空气中冷却。
⑵、S136去应力退火
粗加工后,必须加热至650℃均温2小时后,缓慢冷却至500℃,然后置于空气中冷却。
⑶、S136淬火
预热温度6 0 0 – 8 5 0℃。奥氏体化温度:1020-1050℃,通常采用1020-1030℃。
温度℃ 保温时间 退火前硬度 1020 30分钟 56±2HRC 1050 30分钟 57±2HRC
保温时间=当钢材的表面及中心达到一致的淬火温度后开始计时;
在奥氏体化过程中要加以保护避免脱碳及氧化发生。
⑷、S136淬火介质
⑴、足够正压的真空气冷;
⑵、高速气体/循环气氛;
⑶、流态炉或盐浴炉250-550℃分级淬火后在空气中风冷;
⑷、温油,大约80℃。
为使模具达到最适当的特性,在模具的变形程度可接受的条件下,冷速越快越好。于真空炉中热处理时推荐使用4-5bar的气压。模具冷却至50-70℃应立即回火。
⑸、S136回火
参照S136的回火曲线图,按所需硬度值选择回火温度,回火至少两次,每次回火后,必须冷却到室温,最低的回火温度为250℃。
作为例外,当模具较小且形状简单时,同时要求52-54HRC的硬度,可选用最低180℃的回火温度。
注:以上的曲线数据只适宜小型模具。淬火回火后模具可达的硬度要视模具的尺寸。
建议250℃回火以求韧性、硬度及抗腐蚀性的最佳组合。
应避免选用过高的奥氏体化温度与过低的回火温度<250℃的组合,避免模具产生太大的应力。
⑹、S136热处理尺寸变化
淬火及回火时的尺寸的改变取决于热处理过程中所采用温度、设备及淬冷介质。
模具的尺寸与几何形状也同样重要。模具在加工时应预留加工量以弥补热处理后的尺寸变形。如果在粗加工与半精加工之间进行过应力消除,建议预留0.15%作的加工余量。
淬火过程中尺寸变化
下表为一100×100×25mm试样在理想状态下淬火时的尺寸改变。
回火过程尺寸变化
注:淬火及回火过程总的尺寸变化为两者之和。
⒋S136的应用实例
S136被推荐用于所有的模具,其特性更适合以下特殊使用需求:
⒈耐腐蚀/锈蚀
对有腐蚀性的PVC、醋酸盐类等注塑原料或必须在潮湿的环境下工作存放的模具。
⒉耐磨损
注塑磨损性较大或有添加物的注塑原料(包含热固性注塑模具)。S136推荐使用在长寿命模具如一次性餐刀具、容器等。
⒊高表面质量产品
⑴、S136是极高抛光要求的镜面模具的最佳选择。
⑵、生产光学产品,如照相机、太阳眼镜镜片、医疗器械例如注射器和分析药瓶等。
⑶、S136特别适合制作卫生安全要求高的模具例如丙烯腈-苯乙烯共聚物制作透明塑料啤酒杯。
⑷、由于提供了“清洁空间”环境,模具无锈蚀,S136成为医疗产业的满意之选,拥有优良抛光性能的纯净钢种赋予医疗产品完美的表面质量。
⑸、聚碳酸酯制的摩托车安全头盔镜片最初采用AISI 420制模,后由于高抛光要求改为S136。
⑹、推荐的使用硬度:
模具种类 推荐硬度HRC 热塑性塑料注塑模 45-52 热固性塑料注塑模 45-52 压缩/转移模 50-52 PVC,PET等吹塑模 45-52 挤塑模,拉伸模 45-52