铜元素对耐蚀性塑料模具钢性能的影响

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1、上海大学硕士学位论文摘要铜元素对耐蚀性塑料模具钢性能的影响4Crl3钢属于马氏体不锈钢(美国AISI的420钢)，在国际上广泛用作预硬耐蚀性塑料模具钢。该钢适宜制造承受高负荷、高耐磨及在腐蚀介质作用下的塑料模具。4Crl3钢在供应时需预先进行热处理，使之达到33～36HRC的使用硬度，并要求在使用硬度下可以直接进行加工。因此，加工性能的优劣直接影响了4Crl3钢的使用和推广。本文通过向4Crl3钢中加入铜元素来提高其加工性能，并进一步研究了铜元素对其耐腐蚀性能以及其它各项性能的影响，并与含硫4Crl3钢进行了对比。利用SDT-Q600设备和DIL8

2、05A相变仪分析了铜元素对4Crl3钢相变点的影响。通过硬度测量，金相组织观察，X射线，电子显微镜分别研究了回火工艺，钢中的碳化物以及夹杂物。利用室温拉伸，室温冲击研究了铜和硫元素对4Crl3钢强度和韧性的影响。利用浸泡腐蚀、盐雾腐蚀以及极化曲线对4Crl3钢、4Crl3S钢以及4Crl3Cu钢的耐腐蚀性能进行了对比研究。通过车削试验研究了铜元素对4Crl3钢加工性能的影响，并与4Crl3S钢的加工性能进行了对比。利用高分辨透镜和扫描电镜对4Crl3Cu钢中的易切削相进行了观察，并对其成分进行了检测，进而提出了铜提高塑料模具钢4Crl3切削性能的机

3、理。试验结果表明如下：1、4Crl3钢的ACl点为790℃；而4Crl3Cu钢的ACl点为742℃。通过600℃回火5小时的回火工艺，达到35HRC的使用硬度。4Crl3Cu钢中碳化物主要为Cr∞C。型碳化物。2、硫的加入降低了4Crl3钢的强度和延伸率，而铜加入后，强度基本不变，而延伸率则提高了20％。硫元素的加入明显降低了4Crl3钢的冲击韧性，尤其是横向冲击韧性。相反，铜元素的加入显著提高了4Crl3钢的冲击韧性。横向冲击功提高了26％，纵向冲击功提高了20％。3、硫元素的加入极大的提高了4Crl3钢的在盐酸中的腐蚀速率。而铜元素的加入则降低

4、了4Crl3钢的腐蚀速率。铜元素提高了钢的自腐蚀电位，而硫元素V上海大学硕士学位论文铜元素对耐蚀性塑料模具钢性能的影响则降低了钢的自腐蚀电位。4Crl3Cu钢的皮纹刻蚀性能优于4Crl3钢和4Crl3S钢的皮纹刻蚀性能4、铜、硫元素都显著提高了4Crl3钢的切削性能。4Crl3Cu钢的易切削性能达到了4Crl3S钢的易切削水平。铜元素和硫元素的加入增大了4Crl3钢的粗糙度，有损于4Crl3钢的抛光性能，但4Crl3Cu钢的抛光性能优于4Crl3S钢的抛光性能。5、钢中易切削相为铜一石墨复合相，大小约为lOnm。铜一石墨复合相是以铜为形核中心，石墨

5、分布于铜周围的析出相。铜一石墨复合相中的石墨作为润滑剂润滑刀具，并能在刀具的切削刃上形成一层固体润滑膜，固体润滑膜隔断了刀具与材料的直接接触，降低了刀具的磨损。关键词：模具钢，切削性能，耐腐蚀性能，铜一石墨复合相VI上海大学硕士学位论文ABSTRACT铜元素对耐蚀性塑料模具钢性能的影响Theeffectsofcopperonthemachinability,corrosionresistanceandotherpropertiesofstainlesssteel4Crl3werestudiedinthispaper．Thcvarianceoftra

6、nsformationpointandexpansioncoefficientbetweensteel4Crl3andsteel4Crl3CuwerestudiedbySDT-Q600anddilatometerDIL805A．Tempertechnologyandthecarbideandinclusioninthesteelwereresearchedbymeansofhardnesstest，metallurgicalstructure，X-rayandelectronmicroscope．Theeffectsofcopperandsulph

7、uronthestrengthandtoughnessofsteel4Crl3werepresentbyroom—temperaturetensiletestandimpacttest．Immersioncorrosiontest，saltspraytestandpolarizationcurvetestwereusedtomeasurethecorrosionresistanceofsteel4Crl3，4Crl3Sand4Crl3Cu．Theeffectsofcopperonthemachinabilityofsteel4Crl3werestu

8、died．ItWaSfoundthatthemachinabilityof4Crl3CuWaSmuchbetterthan