熱處理工藝對塑料模具鋼P20腐蝕行為的影響
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近年來(lái)(lái),塑料制品在工業(yè)(yè)及人們日常生活中得到了越來(lái)(lái)越廣泛的應用,這促進(jìn)(jìn)了中國模具工業(yè)(yè)的迅速發(fā)(fā)展。
目前,中國的塑料模具在整個(gè)(gè)模具工業(yè)(yè)總產(chǎn)(chǎn)值中已占據首要位置。塑料模具對模具鋼的需求量不斷增加,塑料模具鋼P20(3Cr2Mo)作為當前國內外應用最廣泛的塑料模具鋼,具有優(yōu)(yōu)異的耐磨性、可拋光性、切削加工性及導熱性。而塑料模具在200~300℃會(huì )(huì )被注入軟化的塑料,這些物質(zhì)(zhì)所釋放出的含有氯、氟及其化合物的腐蝕氣體會(huì )(huì )對模具型腔產(chǎn)(chǎn)生一定的腐蝕作用。
為此,研究人員對P20鋼耐蝕性進(jìn)(jìn)行了進(jìn)(jìn)一步的研究,通過(guò)(guò)電化學(xué)(xué)測試、失重試驗、中性鹽霧試驗、浸泡試驗研究了不同熱處理工藝處理的P20鋼在0.5mol/L的NaCl溶液中的耐蝕性,通過(guò)(guò)SEM、EDS、XRD、金相顯微鏡對腐蝕形貌進(jìn)(jìn)行觀(guān)(guān)察及分析,并探究P20鋼的腐蝕機制,從而找到一種既滿(mǎn)(mǎn)足力學(xué)(xué)性能要求又具有良好耐蝕性的P20鋼熱處理工藝。試驗材料為熱軋P20鋼,其化學(xué)(xué)成分見(jiàn)(jiàn)表1。表2所示熱處理工藝,得到不同的微觀(guān)(guān)組織。
表1 P20鋼的化學(xué)(xué)成分(質(zhì)(zhì)量分數,%) C Si Mn P S Cr Mo Fe 0.36 0.50 0.87 0.011 0.001 1.64 0.37 余量
表2 P20鋼的熱處理工藝 組織類(lèi)(lèi)型 熱處理工藝 貝氏體/馬氏體 860℃空冷 回火貝氏體/馬氏體 860℃空冷+450℃回火 鐵素體/馬氏體 785℃油冷 回火鐵素體/馬氏體 785℃油冷+450℃回火 馬氏體 860℃油冷 回火馬氏體 860℃油冷+620℃回火
研究結果表明:
(1)860℃空冷得到的貝氏體/馬氏體雙相組織和860℃油冷得到的單相馬氏體組織的耐蝕性?xún)?yōu)于785℃油冷得到的鐵素體/馬氏體雙相組織。
(2)組織為貝氏體/馬氏體及馬氏體的試樣分別經(jīng)(jīng)過(guò)(guò)450℃和620℃回火后,馬氏體和貝氏體發(fā)(fā)生分解,碳化物大量析出,自腐蝕電流密度較大,耐蝕性下降。(3)經(jīng)(jīng)電化學(xué)(xué)試驗后,試樣表面腐蝕產(chǎn)(chǎn)物分為兩層,外層較為疏松,主要成份FeOOH,內層較為致密,主要為Fe3O4,陽(yáng)(yáng)極反應為鐵的溶解,陰極反應為析氫反應。(4)P20鋼在0.5mol/L的NaCl溶液中的點(diǎn)(diǎn)蝕以?shī)A雜物為中心,周?chē)w被不斷腐蝕,腐蝕時(shí)(shí)間越長(cháng)(cháng),點(diǎn)(diǎn)蝕程度越嚴重。
近年來(lái)(lái),塑料制品在工業(yè)(yè)及人們日常生活中得到了越來(lái)(lái)越廣泛的應用,這促進(jìn)(jìn)了中國模具工業(yè)(yè)的迅速發(fā)(fā)展。
目前,中國的塑料模具在整個(gè)(gè)模具工業(yè)(yè)總產(chǎn)(chǎn)值中已占據首要位置。塑料模具對模具鋼的需求量不斷增加,塑料模具鋼P20(3Cr2Mo)作為當前國內外應用最廣泛的塑料模具鋼,具有優(yōu)(yōu)異的耐磨性、可拋光性、切削加工性及導熱性。而塑料模具在200~300℃會(huì )(huì )被注入軟化的塑料,這些物質(zhì)(zhì)所釋放出的含有氯、氟及其化合物的腐蝕氣體會(huì )(huì )對模具型腔產(chǎn)(chǎn)生一定的腐蝕作用。