随着塑料制品业的迅速发展,塑料加工机械化程度不断提高,对成型的塑料模具钢材、设计、制造要求越来越高。对塑料模具钢材而言,除要求其具有优良的耐磨性、切削加工性、耐热性及高的强韧性外,针对某些塑料(如聚氯乙稀、氟塑料等)在熔融状态下,会分解出氯化氢、氟化氢和二氧化硫等气体,故模具要有一定的耐腐蚀性。针对这种情况应选择耐腐蚀不锈钢类模具钢材,主要有Crl3型不锈钢、Crl8型高铬不锈钢等。为此,本文着重研究了具有良好抗腐蚀性能的高级镜面塑料模具钢材S136的摩擦磨损性能,并对其磨损机理进行了比较分析。

 

  S136是瑞典一胜百ASSAB高品质超镜面耐腐蚀模具钢,决定磨损性能的主要因素基体硬度和其中的碳化物相。一般而言,基体中存在较基体更硬且均匀弥散分布在基体上的硬质相(如碳化物)时能显著提高材料的耐磨性 。因为在摩擦过程中,第二相主要承受法向载荷,而基体则承受剪切应力。较软的基体首先被磨削成沟槽,基体中的第二相逐渐露出基体表面。如果碳化物相不规则且非常粗大,过于突出则易造成碳化物处的基体表面应力集中,导致碳化物容易脱落,而脱落的粒子在基体表面又会反过来造成对材料的磨粒磨损。

 

  S136模具钢中的碳化物均为细小球状,无大块不规则碳化物,与基体结合良好且不连续均匀分布。虽然在磨损过程中摩擦副对材料的微观切削不可避免,但突出的碳化物能有效的抵御摩擦副材料的显微切削而保护基体,且细小规则的球状碳化物也不易变形和碎化,减少了裂纹源的产生,因而材料的摩擦性能显著提高。S136模具钢硬度高,抵抗外力变形能力强,在磨损过程中能够对碳化物粒子提供更有力的支撑,2种因素互相促进提高模具钢材的耐磨性。

 

  S136模具钢磨损机理主要是基体受到显微切削,碳化物逐渐显露、剥落,进而基体被进一步磨蚀作用而反复进行的磨损过程。S136模具钢坚硬的基体及基体中均匀分布的规则小球状碳化物粒子是这种模具钢材具有优良耐磨性的主要原因。在滚动摩擦条件下,S136模具钢的磨损量随时间线性增加,表现出了较好的均一性能。

 

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