塑料模具钢S136与Fs136的退火/淬火组织及力学性能对比

观察并研究了塑料模具钢S136及其变体Fs136热处理后的组织与性能。S136及Fs136经过相应热处理,通过SEM、EDS、XRD、硬度测试及拉伸实验仪进行力学性能测试和显微组织观察。发现退火后的S136比Fs136有更细密的显微组织和更高的硬度,其硬度分别为212 HV和202.1 HV。发现淬火后的S136比Fs136拥有更细密的马氏体组织和更高的韧性。淬火后S136的屈服强度、抗拉强度及断后伸长率分别为1538、1604及13.5%;Fs136的屈服强度、抗拉强度及断后伸长率分别为1554、1763 MPa和8.5%。

S136钢塑料模具开裂失效的电子探针分析

S136钢塑料模具使用过程中出现了早期开裂现象。本文主要采用电子探针和金相显微镜对失效模具的化学成分、断口形貌、显微组织进行观察和分析。结果表明:失效的S136钢塑料模具冶金夹杂物多,材质低劣;裂纹起始端的严重过热,网状碳化物的形成导致材料脆性增加,强度下降,两者共同作用导致模具开裂失效。

激光选区熔化成形注塑模具钢AISI 420与S136的组织及力学性能研究

采用激光选区熔化(SLM)技术分别成形注塑模具钢AISI 420和S136,对两种钢的相组成、微观组织、显微硬度、抗拉强度和摩擦磨损性进行了研究。结果表明:SLM成形AISI 420比S136具有更高的强度和伸长率,其强度和伸长率分别为:1234.13 MPa、14.63%,642.89 MPa、9.76%;得益于S136较高的C含量,在激光加工的快速冷却作用下S136比AISI 420更易产生马氏体,因此拥有更高的硬度和较低的磨损率,S136和AISI 420的硬度和磨损率分别为589 HV3、3.2803×10^(-5)mm^3·N^(-1)·m^(-1),493.78 HV3、4.1239×10^(-5)mm^3·N^(-1)·m^(-1)。

S136不锈钢基体溅射氮化铬薄膜的硬度和接触角

在不同的S136不锈钢基体上溅射制备了氮化铬(CrN)薄膜,通过接触角的测量、硬度测试、扫描电子显微镜观察及X射线衍射分析等方法研究了基材的组织、方向性、表面粗糙度、表面机械加工方法及溅射偏压对CrN薄膜接触角和硬度的影响。结果表明:在溅射功率300 W、施加-120V偏压、氩气和氮气流量比9∶1溅射条件下,可得到Cr2N单相薄膜,呈现(111)面择优取向;溅射CrN薄膜显著提高S136不锈钢表面硬度和接触角;溅射时施加负偏压的CrN薄膜接触角明显大于未施加的;基材杂质少、碳化物细小、研磨后抛光、施加负偏压的纵向试样溅射CrN薄膜后硬度较高(1 177HV)、接触角较大(98.77°)。

S136D模具钢表面双激光抛光技术研究

目的改善S136D模具钢的表面粗糙度。方法提出一种双激光抛光方式,采用两种不同的激光光束对S136D模具钢表面进行抛光实验。先采用较高能量的连续激光对材料表面进行抛光处理,使其表面粗糙度大幅度降低,再使用脉冲激光对S136D模具钢表面进行第二次抛光处理,进一步降低表面粗糙度。结果采用连续激光抛光,可将表面粗糙度由7.973μm降低至0.872μm,摩擦系数由初始表面的0.650降低至0.609。采用双激光抛光,粗糙度进一步降低至0.67μm,总降低率达91.6%,摩擦系数为0.590,耐摩擦性能进一步提高。在激光作用下,重熔区域、热影响区域以及退火区域的总厚度为175μm左右,重熔区域、热影响区域的硬度和杨氏模量均高于基体,退火区域的硬度和杨氏模量略低于基体。结论通过优化连续激光(P=190 W,v=30 mm/s,D=0.05 mm)和脉冲激光(P=30 W,v=20 mm/s,D=0.04 mm)的各类参数,双激光抛光技术可以显著降低材料的表面粗糙度,而且能有效地提高表面硬度和杨氏模量,并降低材料表面的摩擦系数和磨损量,提高材料表面的耐摩擦性能。

S136钢塑料模零件开裂失效分析

S136钢塑料模零件发生早期开裂,为此对失效零件的化学成分、裂纹断口形貌及显微组织进行检测和分析,推断其失效原因和过程。结果显示,在裂纹断口上镶嵌大量细小颗粒状碳化物,并存在沿晶开裂的二次裂纹,断口剖面的显微组织中密集分布颗粒状碳化物,基体组织中存在大量粗大网状碳化物及晶间裂纹。表明材料淬火后回火不充分,奥氏体化不完全,碳化物未能充分固溶到基体组织中,使材料基体强度不足,造成材料组织应力增大,使用过程中应力作用下,最终造成模具零件早期开裂。

S136不锈钢电解机械复合抛光

为了解决S136不锈钢机械抛光和电化学抛光存在的效率低、质量差、污染大等问题而进行电解机械复合抛光的研究。根据S136不锈钢的化学特性,使用新型电解液,结合高频窄脉冲电源对其进行电解机械复合抛光实验,通过调整加工参数,使不锈钢工件的表面粗糙度降低到Ra0.08μm。与其它抛光方式相比,该方法具有污染小、成本低、效率高、加工质量好等优点。

Corrosion Behavior of the S136 Mold Steel Fabricated by Selective Laser Melting

The selective laser melting(SLM) method has a great potential for fabricating injection mold with complex structure. However, the microstructure and performance of the SLM molds show significantly di erent from those manufac?tured by traditional technologies. In this study, the microstructure, hardness and especially corrosion behavior of the samples fabricated by SLM and casting were investigated. The XRD results exhibit that the γ?Fe phase is only obtained in the SLM parts, and the α?Fe peak slightly moves to low di raction angle compared with casting counterparts. Due to the rapid cooling rate, the SLM samples have fine cellular microstructures while the casting ones have coarse grains with obvious elements segregation. Besides, the SLM samples show anisotropy, hardness of side view and top view are 48.73 and 50.31 HRC respectively, which are 20% higher than that of casting ones. Corrosion results show that the SLM samples have the better anti?corrosion resistance(in a 6% FeCl3 solution for 48 h) but the deeper corrosion pits than casting ones. Finally, the performance of the SLM molds could meet the requirement of injecting production. Moreover, the molds especially present a significant decrease(20%) of cooling time and increases of cooling uniform?ity due to the customized conformal cooling channels.

激光选区熔化S136合金不同轮廓尺寸的成形质量研究

探索不同轮廓尺寸激光选区熔化S136合金的成形质量。在相同的工艺参数下,采用逐行扫描及倾斜分区策略制备了不同轮廓尺寸的试样。测定试样的孔隙率、致密度和硬度,以此优化不同轮廓尺寸的扫描策略。结果表明,在轮廓尺寸小于15 mm×15 mm时,逐行扫描可得到更优的成形质量,且易于路径规划;当轮廓尺寸大于15 mm×15 mm时,过长的扫描矢量会导致扫描道间预热效果下降,此时倾斜分区扫描会有更好的成形质量。在实际生产中,应当结合轮廓尺寸来选取合适的扫描策略,以获得更好的工艺质量。

S136不锈钢注塑模具的电解抛光

阐述了电解抛光的基本原理 ,以S1 36不锈钢为对象 ,在实验的基础上进行了电解抛光工艺的初步研究。结果表明 ,与常规的电解抛光工艺相比 ,该工艺具有成本低、效率高、腐蚀性小、加工温度不高。

S136钢模具断裂的原因

某S136钢模具在服役过程中产生断裂失效。通过化学成分分析、断口分析、显微组织观察及硬度测试,分析了该S136钢模具断裂的原因。结果表明:S136钢模具的断口主要以韧窝形貌为主,韧窝中可见大量颗粒状碳化物,晶界位置出现少量微裂纹;S136钢模具的显微组织为回火马氏体,晶界处分布着大量微米级碳化物颗粒;碳化物硬度约为11 GPa,基体硬度约为5 GPa;综合分析表明,S136钢模具断裂的原因是其晶界处存在的大量碳化物,导致材料脆性增加。

S136不锈钢的电化学抛光

阐述了电化学抛光机理 ,在实验的基础上 ,以 S1 36不锈钢为对象进行了电化学抛光工艺的初步研究。该工艺与常规的电解抛光工艺相比 ,具有成本低、效率高、腐蚀性小、加工温度不高、无污染等优点。

S136钢塑胶模具表面缺陷原因分析

采用微观扫描及金相检验等方法对S136塑胶模具钢(相当于4Cr13不锈钢)表面产生缺陷的原因进行了分析。结果表明,模具缺陷是由于模具钢表面电火花加工时产生过厚变质层,降低了材料的耐磨、耐疲劳性能,导致模具在使用时局部过早产生疲劳缺陷。

塑料模具钢S136反常组织对切削性能的影响

介绍了一种造成S136难切削的反常组织;采用扫描电子显微镜、EDX等手段,分析了其微观形貌和化学成分,并探讨此组织产生的原因和消除方法。

S136工具钢

STAVAX ESR（S136）钢为高级不锈工具钢,经炉外精炼,再电渣重熔,组织更纯洁细微,有优良的耐腐蚀性、抛光性、耐磨性、机械加工性、淬火稳定性。塑胶模具维修费较低、长期使用仍能维持光滑模穴态、模具在潮湿环境下操作或存放不需要特别保护,因此生产成本较低。由于模具冷却水的水道不易腐蚀,使它的热传导和冷却效率在服役期间均保持稳定,确保模具有恒久的成形时间,达到最佳的经济效益。

激光选区熔化成形S136模具钢的成形性能研究

采用激光选区熔化（SLM）技术成形了S136模具钢,对其相组成、微观组织、磨损性能、硬度及腐蚀行为等进行了研究.研究结果表明：水平成形方向上（正面）,裂纹易于在熔化道附近产生并垂直于熔化道,因较大冷却速度产生了大量细小的针状马氏体组织,从而有较高的显微硬度（688.20 HV3）,在滑动摩擦过程中形成了黏附层,磨损率较低（5 590？m3/（N·m））,在Fe Cl3溶液中发生了均匀腐蚀;而在垂直成形方向上（侧面）,裂纹则垂直于SLM层-层堆积方向,显微硬度较低（649.04 HV3）,磨损率为25 840？m3/（N·m）,在腐蚀液中发生了层间腐蚀.上述结果进一步证实了SLM成形试样存在各向异性.最后,SLM成形了具有复杂的随形冷却流道的模具镶块,注塑应用表明采用该镶块可提升注塑冷却效率25%,降低注塑生产周期20%.

AISI420与S136模具钢SLM成形组织及性能

采用激光选区熔化(SLM)技术分别成形注塑模具钢AISI420和S136,对两种模具钢的相组成、微观组织、显微硬度、抗拉强度和摩擦磨损性能等进行了研究。结果表明,SLM成形的AISI420具有更高的合金元素固溶度,合金固溶强化使得AISI420比S136具有更高的强度和伸长率,其强度和伸长率分别为1 234.13MPa、14.63%和642.89MPa、9.76%;由于S136中的C含量较高,在激光的快速冷却作用下,S136比AISI420更易产生马氏体组织,因此拥有更高的硬度和较低的磨损率,二者硬度(HV_3)和磨损率分别为589、3.28×10^(-6) mm^3·N^(-1)·m^(-1),493.78、4.12×10^(-6) mm^3·N^(-1)·m^(-1)。

粉末粒径对激光选区熔化成形S136模具钢的磨损与抗腐蚀性能的影响

采用激光选区熔化技术成形了不同粒径的S136模具钢,研究了粉末粒径对成形件相组成、组织、磨损性能和抗腐蚀性能的影响。结果表明,粉末平均粒径为22.8μm的成形件基本无孔隙,摩擦系数和磨损率较小,耐腐蚀性能最佳,腐蚀失重为31.51×10^(-4) g·mm^(-2)。粉末平均粒径过小时成形件易产生裂纹,而过大时易产生孔隙。

激光选区熔化成形TiB_2增强S136模具钢

利用激光选区熔化(SLM)工艺成形TiB2/S136复合材料,研究了激光体能量密度η对SLM成形试样致密度、微观组织及力学性能的影响。采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、透射电镜等研究成形试样物相成分、表面形貌及微观组织。结果表明:当η过低时,粉末熔化不完全,形成大量残余孔隙;而当η过高时,受热应力影响,成形试样存在微裂纹。当η=66.7J/mm3时,成形试样表面缺陷少,致密度高达97.3%,存在细化的、分布均匀的等轴晶,其平均显微硬度高达742.4HV0.1,平均摩擦系数和磨损率分别为0.5593和0.272×10-4 mm3·N-1·m-1,耐磨性能优异,抗拉强度达到1051.3 MPa,延伸率为5.84%,塑性较好。因此,SLM成形TiB2/S136复合材料的最佳η为66.7J/mm3,η过高或过低,均会严重影响TiB2/S136复合材料的致密度及力学性能,该研究为SLM成形高性能模具钢材料提供了有益的理论和工艺借鉴。

S136系列钢的残余奥氏体对物理特性的影响规律

以瑞典一胜百(ASSAB)的S136钢、S136 SUP钢和香港龙记(LKM)的2083 ESR钢为研究对象,对典型热处理工艺后的各试样的残余奥氏体分布,以及冲击韧性和尺寸稳定性的变化进行了对比分析,并总结了残余奥氏体对后两者的影响规律。实验结果表明:S136 SUP钢的残余奥氏体含量最高,S136钢和2083 ESR钢较低;同时,280℃低温回火会大幅提升残余奥氏体的含量。典型热处理后,模具钢的冲击韧性和残余奥氏体的含量成正比,与回火温度成反比,模具钢尺寸均遵循先降后升再稳定的规律。通过数学模型可实现根据马氏体体积稳定化率和残余奥氏体转化率,推算与预测不同时间段内模具钢的试样尺寸。