S136与国产cr13模具钢的性能区别

S136是ASSAB不锈钢概念的钢种之一。国产铬13型模具钢包括1Cr13钢、2Cr13、3Cr13钢和4Cr13钢，均属于马氏体型不锈钢。不锈钢概念是为了适应快速变化的塑料模具产业研发并不断扩充的不锈钢系列。众所周知的问题：模具锈蚀，表面需要反复抛光，不得不重新钻削冷却水道，部件锈合。单独或配套选用合适的不锈钢种，可生产不同应用领域中的高质量模具，尽量减少上述问题的发生。

 

S136的特性、化学成分、热处理工艺及应用

S136模具钢是ASSAB研发生产的高品质耐腐蚀、耐磨损、超镜面塑料模具钢，采用了电渣重熔（ESR）工艺，具有耐蚀、耐磨及良好的加工性能，可以获得很好的抛光表面质量，制作的模具可长期保持其加工表面质量, 降低了模具维护成本。

⒈S136的特性

S136为高级不锈模具钢，其具备以下的特性：

⑴、优良的耐腐蚀性；优异的抛光性；优良的耐磨性能；良好的机加工性能；热处理尺寸稳定性。

⑵、综合上述优点，使得该钢种具有卓越的生产特性。由于其优良的耐腐蚀性，在塑胶模具中优势明显。

⑶、低的维护成本

模具经过长期服役后，型腔表面仍然维持原始状态。模具在潮湿的环境下存放或使用时，不需要特别的保护。

⑷、低的生产成本

由于模具冷却水水道较少受腐蚀的影响（不象普通模具钢），热传导特性、冷却效率在模具整个服役周期中均保持稳定，确保了模具始终如一的循环时间。

上述优势结合S136的高耐磨性，提供低维护成本和高寿命的模具，达到最佳的经济效益。

⒉S136的化学成分

化学成分(%)  C  Si  Mn  Cr  V  0.38  0.90  0.50  13.60  0.30 

标准对照  AISI 420 modified，WNr. 1.2083 ESR，JIS SUS 420J2

出厂状态  软性退火至硬度200HB     

⒊S136的热处理工艺流程

⑴、S136软化退火

在保护状态下，加热至890℃均温后，于炉中以每小时20℃冷却至850℃，再以每小时10℃冷却至700℃接着再置于空气中冷却。

⑵、S136去应力退火

粗加工后，必须加热至650℃均温2小时后，缓慢冷却至500℃，然后置于空气中冷却。

⑶、S136淬火

预热温度6 0 0 – 8 5 0℃。奥氏体化温度：1020-1050℃，通常采用1020-1030℃。

温度℃ 保温时间 退火前硬度 1020 30分钟 56±2HRC 1050 30分钟 57±2HRC 

保温时间=当钢材的表面及中心达到一致的淬火温度后开始计时；

在奥氏体化过程中要加以保护避免脱碳及氧化发生。

⑷、S136淬火介质

⑴、足够正压的真空气冷；

⑵、高速气体/循环气氛；

⑶、流态炉或盐浴炉250－550℃分级淬火后在空气中风冷；

⑷、温油，大约80℃。

为使模具达到最适当的特性，在模具的变形程度可接受的条件下，冷速越快越好。于真空炉中热处理时推荐使用4-5bar的气压。模具冷却至50-70℃应立即回火。

⑸、S136回火

参照S136的回火曲线图，按所需硬度值选择回火温度，回火至少两次，每次回火后，必须冷却到室温，最低的回火温度为250℃。

作为例外，当模具较小且形状简单时，同时要求52-54HRC的硬度，可选用最低180℃的回火温度。

注：以上的曲线数据只适宜小型模具。淬火回火后模具可达的硬度要视模具的尺寸。

建议250℃回火以求韧性、硬度及抗腐蚀性的最佳组合。

应避免选用过高的奥氏体化温度与过低的回火温度<250℃的组合，避免模具产生太大的应力。

⑹、S136热处理尺寸变化

淬火及回火时的尺寸的改变取决于热处理过程中所采用温度、设备及淬冷介质。

模具的尺寸与几何形状也同样重要。模具在加工时应预留加工量以弥补热处理后的尺寸变形。如果在粗加工与半精加工之间进行过应力消除，建议预留0.15％作的加工余量。

淬火过程中尺寸变化

下表为一100×100×25mm试样在理想状态下淬火时的尺寸改变。

回火过程尺寸变化

注：淬火及回火过程总的尺寸变化为两者之和。

⒋S136的应用实例

S136被推荐用于所有的模具，其特性更适合以下特殊使用需求：

⒈耐腐蚀/锈蚀

对有腐蚀性的PVC、醋酸盐类等注塑原料或必须在潮湿的环境下工作存放的模具。

⒉耐磨损

注塑磨损性较大或有添加物的注塑原料（包含热固性注塑模具）。S136推荐使用在长寿命模具如一次性餐刀具、容器等。

⒊高表面质量产品

⑴、S136是极高抛光要求的镜面模具的最佳选择。

⑵、生产光学产品，如照相机、太阳眼镜镜片、医疗器械例如注射器和分析药瓶等。

⑶、S136特别适合制作卫生安全要求高的模具例如丙烯腈-苯乙烯共聚物制作透明塑料啤酒杯。

⑷、由于提供了“清洁空间”环境，模具无锈蚀，S136成为医疗产业的满意之选，拥有优良抛光性能的纯净钢种赋予医疗产品完美的表面质量。

⑸、聚碳酸酯制的摩托车安全头盔镜片最初采用AISI 420制模，后由于高抛光要求改为S136。

⑹、推荐的使用硬度：

模具种类 推荐硬度HRC 热塑性塑料注塑模 45-52 热固性塑料注塑模 45-52 压缩/转移模 50-52 PVC,PET等吹塑模 45-52 挤塑模,拉伸模 45-52

 

国产铬13型模具钢的特性、化学成分、相变点、锻造工艺参数、热处理工艺及应用

⒈国产铬13型模具钢的特性

⑴、四种钢只是含碳量不同，在经淬火后，1Cr13钢、2Cr13钢、3Cr13钢和4Cr13钢得到的组织稍有差异，淬火后组织分别为：铁素全+马氏体，马氏体，马氏体，马氏体+碳化物。

四种钢同属铬13型不锈钢，钢中含有大量的铬元素，过冷奥氏体的稳定性较高，因此这类钢高温加热后空气中冷却即可获得马氏体组织。

⑵、锻后如冷却较快，由于变形产生的残余应力及组织转变应力的共同影响，常会使铬13型不锈钢锻件表面产生裂纹，这种开裂倾向因钢中碳含量的增加而增大。因此对这类钢锻后应缓慢冷却，并及时地进行软化处理。其软化处理有两种方式：一是高温回火（700~800℃）；二是完全退火（840~900℃）。

⑶、为了保证这类钢有高的耐蚀性，铬13型钢都是经过淬火、回火以后才能使用。淬火时温度不宜过高（不低于800℃，不超过1000℃），否则回火焊碳化物析出强烈，使钢的耐蚀性降低。淬火状态的铬13型不锈钢，由于基体组织是马氏体，大量的铬与碳均保持在马氏体中，所以淬火状态的钢不仅硬度高，而且耐蚀性能也高。但淬火钢中具有较大的应力，必须及时回火，否则会引起开裂。回火方式有两种：一是低温回火（200~250℃）；二是高温回火（600~750℃）。回火时间较其化钢稍长些。1Cr13钢回火脆性不明显，2Cr13钢、3Cr13钢和4Cr13钢有明显的回火脆性，回火后应快速冷却。

⒉国产铬13型模具钢的的化学成分：

1Cr13  0.08%~0.15%C、≤0.60%Si、≤0.60%Mn、12.00%~14.00%Cr、≤0.030%S、≤0.035%P

2Cr13  0.16%~0.25%C、≤0.60%Si、≤0.60%Mn、12.00%~14.00%Cr、≤0.030%S、≤0.035%P

3Cr13  0.26%~0.35%C、≤0.60%Si、≤0.60%Mn、12.00%~14.00%Cr、≤0.030%S、≤0.035%P

4Cr13  0.36%~0.45%C、≤0.60%Si、≤0.60%Mn、12.00%~14.00%Cr、≤0.030%S、≤0.035%P

⒊国产铬13型模具钢的的相变点：

1Cr13  —、        —、       —、      —、       —

2Cr13  Ac1820℃、 Ac3950℃、  Ar1780℃、 —、    Ms320℃。

3Cr13  Ac1820℃、  —、       Ar1780℃、 —、    Ms240℃。

4Cr13  Ac1820℃、 Ac31100℃、  —、      —、    Ms270℃。

⒋国产铬13型模具钢的的锻造工艺参数：

1Cr13  始锻温度1160~1200℃，终锻温度≥850℃，锻造后砂冷或退火

2Cr13  始锻温度1160~1200℃，终锻温度≥850℃，锻造后砂冷或退火

3Cr13  始锻温度1100~1150℃，终锻温度≥850℃，锻造后炉冷

4Cr13  始锻温度1160~1200℃，终锻温度≥850℃，锻造后灰冷或砂冷

⒌国产铬13型模具钢的热处理工艺

⑴、2Cr13的热处理工艺

2Cr13钢常见的热处理工艺

热处理工艺 工艺参数 硬度要求 工艺特点

去应力退火 加热750~800℃，保温，炉冷 ≤207HBS 加热温度在Ac1820℃线以下，消除残余应力，消除加工硬化

不完全退火 加热860~900℃，保温，炉冷 160~187HBS Ac1820℃，Ac3950℃。加热温度在Ac1与Ac3线之间，改善组织，降低硬度

淬火 加热1000~1050℃，保温，油冷或水冷 ≥45HRC Ac1820℃，Ac3950℃，Ms320℃。加热温度高于Ac3线，Cr、Mn、Si元素溶入奥氏体中，冷却后得到马氏体+残余奥氏体组织

回火 加热660~670℃，保温2h，油冷 20~23HRC 高温回火获得回火索氏体组织

气体硫碳氮共渗 加热580~600℃，保温2~3h，油冷。渗剂：80~100滴/min  渗剂：采用甲酰胺：乙醇=2.5：7混合好后，再加入1%(质量分数)的硫脲，氨气流量0.25~0.3m3/h

固体渗硼 渗硼温度950℃，保温5h，油冷(渗硼剂：85%SiC+10%B4C+5%KBF4)。渗层0.022~0.030mm 1500HV0.1 表面形成高硬度的硼化物层而心部为淬火组织

⑵、3Cr13的热处理工艺

3Cr13钢常见的热处理工艺

热处理工艺 工艺参数 硬度要求 工艺特点

去应力退火 加热750~800℃，保温，炉冷 ≤207HBS 加热温度在Ac1820℃线以下，消除残余应力，消除加工硬化

不完全退火 加热860~900℃，保温，炉冷 ≤207HBS Ac1820℃，Ac3950℃。加热温度在Ac1与Ac3线之间，改善组织，降低硬度

淬火 加热1020~1050℃，保温，油冷或空冷 52~54HRC Ac1820℃，Ac3950℃，Ms240℃。加热温度高于Ac3线，Cr、Mn、Si元素溶入奥氏体中，冷却后得到马氏体+残余奥氏体组织

回火 加热200~300℃，保温2h，空冷 50~52HRC 消除残余应力，获得回火马氏体组织

⑶、4Cr13的热处理工艺

4Cr13钢常见的热处理工艺

热处理工艺 工艺参数 硬度要求 工艺特点

去应力退火 加热750~800℃，保温，炉冷至500℃以下，出炉空冷 ≤217HBS 加热温度在Ac1820℃线以下，消除残余应力，消除加工硬化

 加热650℃，保温，炉冷 ≤207HBS 

淬火 加热1000~1050℃，保温，油冷 52~55HRC Ac1820℃，Ac31100℃，Ms270℃。加热温度高于Ac3线，Cr、Mn、Si元素溶入奥氏体中，冷却后得到马氏体+残余奥氏体+碳化物组织

 加热1050~1100℃，保温，油冷 ≥55HRC 

回火 加热200~300℃，只温2h，空冷 50~53HRC 消除残余应力，获得回火马氏体+碳化物组织

固体渗硼 渗硼温度950℃，保温5h，油冷(渗硼剂：85%SiC+10%B4C+5%KBF4)。渗层0.022~0.030mm 1500HV0.1 表面形成高硬度的硼化物层而心部为淬火组织

⒍国产铬13型模具钢的应用：

1Cr13  适宜制造耐蚀条件下承载高负荷的透明和不透明的塑料模具

2Cr13  适宜制造耐蚀条件睛承载高负荷的透明和不透明的塑料模具

3Cr13  适宜制造耐蚀条件下耐磨性高、承载负荷高的透明和不透明的塑料模具

4Cr13  适宜制造耐蚀条件下耐磨性高、承载负荷高的透明和不透明的塑料模具