S31703冶炼工艺热处理工艺_上海威励金属制品有限公司

S31703
名称：美国进口不锈钢
标准：AISI、ASTM
UNS编号：S31703
●特性及应用：
S31703型不锈钢，美国非标准不锈钢。
●化学成分：
碳 C：0.03
硅 Si：1.00
锰 Mn：2.00
磷 P：0.045
硫 S：0.03
镍 Ni：11.00-15.00
铬 Cr：18.00-20.00
钼 Mo：3.00-4.00

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S31703 在酸碱盐等化工介质耐蚀性较差，因此不推荐用于腐蚀苛刻的环境，0Cr17Ni4Cu4Nb主要以冷加工状态应用于承受较高负荷，又希望减轻装备重量和不生锈的设备部件，此外，此钢在受外力撞击时易产生加工硬化可吸收更多的撞击能量，但是，在奥氏体不锈钢中，碳常常被视为有害元素，这主要是由于在不锈钢的耐蚀用途中的一些条件下(比如焊接或经450~850℃加热)，碳可与钢中的铬形成高铬的Cr23C6型碳化合物从而导致局部铬的贫化，使钢的耐蚀性是耐晶间腐蚀性能下降，不锈薄板在生产过程中不可避免会出现各种缺陷，如划伤、点、沙孔、暗线、折痕、污染等，从而其表面质量，象划伤、折痕等这些缺陷是材不允许出现的，而点、沙孔这种缺陷在勺、匙、叉、制作时也是决不允许的，因为抛光时很难抛掉它，但它与DDQ材相比有一个优点，就是BQ性相对较好，这主要是由于它的硬度稍高的缘故，不锈钢薄板是一种价格不高的材料，但是客户对它的表面质量要求非常高，需要根据表面各种缺陷出现的程度和频率，来确定其表质量等级，从而来确定产品等级，我们尤其重视售后服务，我们为客户进行360度全方面的售后服务，威励以客户为导向，全力为客户提供优质的服务和解决方案，注重产品数据、材料选用、机加工数据、砂轮选择、焊接推荐、热处理推荐，所以我们的产品和服务足以满足不同客户的个性需求，是一家集生产制造、研究、开发特种合金材料的高新企业，公司生产高电阻电热合金、高温合金、耐蚀合金、精密合金、特殊不锈钢、核电设备材料、耐热钢、特种焊丝，年生产能力5000吨，可供：线材、棒材、板材、带材、型材、fa兰和锻件等产品。

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热处理工艺改进

我国普通的中小型粉末冶金模具制造企业一般是购置退火状态的Cr12型钢材，进行调质处理（淬火+回火），随后进行机械加工。但是因为Cr12型钢是属于高碳、高铬的莱氏体钢，内部会分布大量的硬度较高的碳化物，如果碳化物分布不均匀，可能会导致模具在使用过程出现裂纹，拉毛甚至会出现模具变形导致失效的情况。所以，在模具的热处理过程中，改善碳化物分布非常重要。

1．淬火

Cr12钢含有极高量的C(2%-2.3%)和Cr(1 1%_1 3%)，淬火后的组织是马氏体+残余奥氏体+粒状碳化物。现在模具加工普遍使用的淬火介质是油，加热温度是950-980。C，淬火后硬度为61-64HRC。适当的提高淬火温度，奥氏体中的碳、铬浓度提高，钢的淬透性变好，淬火后产生的马氏体的数量增多，材料的硬度提高。但在模具精加工或者工作过程中，表面硬度过高会引起开裂，一般精加工前模具表面硬度在58-60HRC为佳。所以可采用1060度油冷和在520度下保温3小时，二次回火，高淬、高回的工艺，在保诬硬度的同时可消除内应力。另外，采取快速加热淬火工艺，可在Cr12粉末冶金模具钢表面10-30 mm快速加热至980度，这样工件芯部温度低于淬火温度，经过油淬低温回火后，表面可以得到均匀细致的马氏体组织，硬度达62-64HRC，具有良好的耐磨性，芯部基体硬度为58-62HRC略微低于表面硬度，保证了一定的强韧性，寿命显著提高，压制毛坯4-5万件。如果快速淬火后对模具进行表面镀铬处理，镀层厚度控制在0.02 mm左右，反复一至三次电镀后，寿命可达到8万件以上。

Cr12MoV通常普遍用于制造精度要求较高、形状较为复杂、载荷比较重的模具。但是一般的淬火处理（1000-1020度油冷）后，模具在使用过程中很容易出现磨损、脆裂等现象。对Cr12MoV冷镦模具钢进行复合强韧化处理，在400-500度下预热30-50 min，可防止材料由于锻造加热时温度过高导致内外受热不均，或者是温度差过大造成的局部过烧。改变传统的高温淬火+低温回火工艺，采用高温淬火+高温回火后进行硫、碳、氮三元共渗的方法，在模具表面形成含S、C、N化合物层和C、N扩散层，测得表面硬度为980-1000 HV，基体硬度57-59 HRC，得刭的模具具有外硬内韧、高耐磨、抗擦伤咬死、抗疲劳腐蚀等优点，模具的寿命提高3-4倍。适当的降低共渗温度及淬火温度，工件变形量小，适用于对尺寸精度要求较高的工具、模具及高耐磨件。

其他方法包括：盐浴炉加热；使用代替油的合成淬火剂或水溶性淬火剂淬火等。

对于结构复杂，精度要求较高的模具，为避免产生应力集中和疲劳断裂，可采用复合等温淬火工艺，例如5CrMnMo锻模，与常规的淬火处理相比，经过复合等温淬火后模具的使用寿命可以提高1倍。同时，采用真空热处理技术，可显著减少热处理过程中杂质气氛对材料的影响，有效避免材料表面氧化脱碳，减少淬火变形，使材料硬度韧度分布均匀。模具材料在经过适当的真空热处理后使用寿命能提高30%以上。

2．回火

模具钢回火温度好根据淬火后残余奥氏体的量来决定，用来调整控制模具的尺寸精度，如果测量淬火后模具尺寸增大，可采用340-430度的加压回火；如果尺寸减小，可采用420-520度回火。热处理后需要渗氮处理的模具，淬火后回火温度选为570-580度，保证在渗氮处理时模具的变形量较小。

在模具热处理之前，增加一道去应力回火的工序，一般采用350-400度，6-12h出炉空冷，或者650～700 度，2-4h，炉冷到500度出炉的热处理工艺，可以减小模具在热处理时的变形量，保证模具的尺寸精度。不但可以有效地消除偏析碳化物网带，还可以消除粗加工后残余的应力，从而改善组织，降低材料硬度，以利于后期的精加工，提高了模具的制造精度和性，减少由于淬火开裂和畸变导致的模具失效等情况的发生。

另外，模具钢淬火之后可以进行深冷处理，在氮温度（-196度）介质中进行深冷处理，马氏体析出大量细小分散的碳化物，有效提高材料的韧性，延长模具使用寿命，模具的变形量小，尺寸稳定性高。例如，M16螺帽冲模经过-196度深冷处理和400度回火后，冲击韧性提高，寿命比常规热处理模具提高9-10倍。

模具表面处理

粉末冶金模具使用的环境具有特殊惟，需要具有较大的承受载荷的能力，较高的度，模具的表面硬度要求较高，且心部的韧性要好。模具表面强化处理可提高模具表面硬度、改善表面组织性能，是提高模具性能和延长使用寿命的重要途径。

1．PVD

PVD是一种重要的提高模具寿命的措施，是用物理的方法把氮化物、碳化物、高熔点金属、TiN化合物等气化成原子、分子或者离子直接沉积在模具基体表面，在表面形成一层高熔点、高硬度、高耐磨、抗腐蚀抗氧化能力很强的膜层。可以广泛应用于各类磨损、咬合、腐蚀、粘着、融合等而引起失效的工具、模具。其中，因磨损引起的失效的产品涂层后可提高寿命2-10倍以上。PVD技术进行模具表面处理时基体的受热温度较低，模具的变形较小，可以在各种模具材料上沉积致密、光滑、高精度的TiN、TiC镀层。工业上应用已经证明，粉末冶金模具通过PVD或者CVD处理的如TiN或者T沉淀陶瓷，有延长模具寿命的作用，寿命增加约10倍。

2．CVD

CVD法是用化学方法使反应气体在基体表面发生化学反应形成覆层的方法。CVD法涂层的反应温度高，在基体与涂层之间容易形成扩散层，结合力好，并且容易实现设备的大型化，生产扩大化，实现模具大量的生产。例如，利用中温CVD法、等离子体激发化学气相沉积(PCVD)在Cr12MoV钢和9SiCr钢模具上用CVD的沉积得到昀TiN化合物都是比较细密均匀的，镀层厚度大于3恤m，经生产试验验证，模具的寿命可以提高10倍左右。

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