P20塑料模具钢低能耗热处理工艺分析

优胜编程龚老师

P20塑料模具钢低能耗热处理工艺分析：



随着中国塑料工业的迅速发展，市场对大型塑料模具钢，尤其是P20钢的需求量日益增加。P20塑料模具钢的冶金生产工艺简便，成材率高，在预硬化硬度范围之内有较好的加工性能，淬透性好，可

以使大截面的钢材获得均匀的硬度，尤其是镜面抛光性能明显优于普通碳素钢和低合金钢，可以广泛应用于制造大型塑料模具和高精度复杂型腔塑料模具。传统热处理工艺是淬火/正火+回火，这样

不仅工序多，同时也带来能源损失、工人劳动强度大等问题。因此，在模具钢生产中采用控轧控冷+低温回火的工艺是很好的节能途径。在小试样实验的基础上，对P20钢控轧控冷后直接回火的生产

可行性进行了分析和研究。

采用某钢铁有限公司中板厂生产的P20钢，其化学成分(质量分数，%)：C0.35，Si0.38，Mn1.12，Cr1.70，Mo0.40，B和Ti微量。相变点的测定采用膨胀仪，按照GB5056-1985测定钢的相变点，加热速

度为200℃/h，实验测出的Ac1及Ac3分别为740、800℃。

将热轧态试样进行不同温度淬火，淬火温度为：820、860、900、940℃，保温时间为40min。对淬火后的试样进行不同温度回火，回火温度为：400、500、550、600℃。为了模拟大生产中钢板热处理

工艺及钢板性能，还做了热轧态直接回火实验。将按照上述工艺处理后的试样制成金相试样，用硝酸酒精腐蚀后在光学显微镜下进行组织观察，并用洛氏硬度计测定各个试样的洛氏硬度。

结果表明：

(1)在P20中添加微量的硼延长了铁素体相变孕育期，抑制铁素体生成，提高淬透性，使厚板的截面硬度更加均匀，具有很好的应用价值。

(2)P20经过900℃淬火后，在不同温度下回火过程中，随着回火温度升高，马氏体板条的尺寸逐渐增加，析出了些弥散分布的小的碳化物颗粒，在550℃时有些碳化物颗粒开始长大。随着温度升高，回火硬度呈下降趋势，到550℃时下降速度加快。

(3)现场试制采用控轧控冷+低温回火工艺，其组织为回火贝氏体组织，在此状态具有良好的强韧性和足够的硬度，洛氏硬度32～36之间。通过正火轧制代替离线正火，可以为企业带来很大的经济效益和社会效益。