一,、引言 

不銹鋼是一種特殊材料，其特點是不銹鋼,、耐熱,、耐蝕，廣泛應(yīng)用于工業(yè)及民用的眾多領(lǐng)域,。當(dāng)前我國不銹鋼生產(chǎn)正在飛速發(fā)展,，生產(chǎn)的品種已經(jīng)從建國初期的幾種，到目前已經(jīng)納入國家標(biāo)準(zhǔn)的143種（GB/T20878-2007）,，不銹鋼產(chǎn)量也從1988年的21.7萬噸發(fā)展到2008年的900多萬噸,。 

過去，不銹鋼在化工,、航天,、航空、原子能以及民用工業(yè)應(yīng)用較多,，在模具制造中應(yīng)用較少,，但是由于模具工業(yè)的發(fā)展，模具工作的環(huán)境對模具材料的性能要求越來越高,，在生產(chǎn)具有化學(xué)腐蝕的塑料為原料的塑料制品時,，模具必須具有防腐蝕性能；在強磁場中工作的模具不應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng),；一些耐高溫,、耐蝕、抗氧化性的熱處理模具以及一些精密耐蝕模具需要通過時效來提高模具硬度,，以上幾類模具都要求模具具有特殊性能,。而各類不銹鋼正是具有以上性能并能滿足以上需要，從而解決了生產(chǎn)中的難題,。 

根據(jù)模具的工作條件,，選擇了幾種不同類型的不銹鋼，并簡要的介紹了其熱處理工藝,。 

二,、馬氏體不銹鋼的應(yīng)用 

在具有化學(xué)腐蝕性環(huán)境中工作的模具，必須具有耐腐蝕性,，而且還要求具有一定的硬度,、強度和耐磨性能等。這類要求高硬度的模具一般選用馬氏體不銹鋼制造,，常用的馬氏體不銹鋼有：2Cr13,、3Cr13、4Cr13,、3Cr17Mo,、9Cr18、9Cr18Mo,、Cr14Mo4V,、1Cr17Ni2等,。下面根據(jù)硬度的要求介紹了幾種不銹鋼： 

（1）中碳高鉻耐蝕馬氏體不銹鋼應(yīng)用

這類鋼要求硬度在50—55HRC左右。典型的不銹鋼為4Cr13,，該鋼為中碳馬氏體不銹鋼,，熱處理后有較高的硬度和耐磨性，且抗大氣和水蒸汽腐蝕,，可用于制造要求具有一定耐蝕性能的塑料模具,。該鋼的淬火溫度一般選擇1050℃，該鋼淬透性好,，對于小型塑料模具,，淬火時可用空氣冷卻，以減少模具的熱處理變形,；而對于尺寸較大的模具可采用油淬,，淬火后的模具一般采用200-300℃回火，回火后硬度為50—53HRC,。適宜制造承包商負(fù)荷,、高耐磨及腐蝕介質(zhì)作用下的塑料制品的模具。 

（2）高碳高鉻性不銹鋼應(yīng)用

對于要求較高硬度,、較高耐磨性的耐蝕塑料模具可選擇高碳高鉻型不銹鋼,，如9Cr18、Cr18MoV,、Cr14Mo,、Cr14MoV等。以Cr14MoV為例,，其含碳量為1.0%—1.15%,，該鋼具有較好的淬透性，淬火溫度一般選擇為1100—1120℃油冷,，硬度大于或等于58 HRC,，回火溫度為500℃，保溫2h,，回火4次,，其硬度大于或等于60 HRC。該鋼具有高硬度,、高耐磨性和良好的耐腐蝕性,，高溫硬度也較高，適宜制造在腐蝕介質(zhì)作用下承受高負(fù)荷,、高耐磨的塑料模具,。 

（3）低碳鉻鎳型耐蝕不銹鋼的應(yīng)用 

1Cr17Ni2鋼屬于馬氏體型不銹鋼耐酸鋼，對于氧酸類（一定溫度、濃度的硝酸,，大部分的有機酸）以及鹽類的水溶液有良好的耐蝕性,；該鋼有較高的強度和適宜的硬度，乃是性能比4Cr13鋼好,，因此要求耐蝕性能高的塑料模具,，仍然有一部分采用該型號的不銹鋼制造。 

1Cr17Ni2鋼淬火溫度范圍為950—1050℃油冷,。淬火后低溫回火或高溫回火性能均有較好的耐腐蝕,，淬火后經(jīng)200—300℃回火,，鋼的硬度為38—40HRC,，如通過冷處理，可使奧氏體繼續(xù)轉(zhuǎn)化為馬氏體,，硬度可提高到42—48HRC,，鋼的強度、硬度較高,，耐磨性好,，而且有較高的耐腐蝕性能?；鼗饻囟仍?00—700℃,，鋼的基本組織為回火索氏體，具有較好的強度和韌度配合,，而且也有較高的耐蝕性能,。該類鋼還可以通過滲氮處理，提高耐磨性,、抗咬合能力和模具的使用壽命,。

1Cr17Ni2鋼主要用于耐腐蝕、高精度的塑料模具,。 

三,、 沉淀硬化型不銹鋼的應(yīng)用 

馬氏體不銹鋼模具在熱處理過程中會產(chǎn)生變形，這是模具熱處理三大難題之一（變形,、開裂,、淬硬），如何既保持模具的加工精度,，又使模具具有較高硬度,。對于復(fù)雜、精密,、長壽命面臨的一個重要課題,，國內(nèi)研制和發(fā)展了一系列的沉淀硬化不銹鋼解決了這道難題，常用的此類不銹鋼有：0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17NiAl,、0Cr12Ni4Mn,、0Cr15Ni7Mo4Al、1Cr14Co13Mo5V,、5Mo3Al等,。 

例如0Cr17Ni4Cu4Nb是一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼，因含碳量低,，耐腐蝕性優(yōu)于馬氏體不銹鋼,，而接近于奧氏體不銹鋼。該鋼熱處理工藝簡單,，固溶溫度為1040℃,，水冷，熱處理后可獲得單一板條狀馬氏體,，硬度為32—34HRC,，具有良好的切削加工性能，便于模具的硬度可達(dá)到40HRC,，由于溫度較低,，模具變形較小，硬度和強度皆有提高,，同時獲得綜合的力學(xué)性能,。為了提高模具的表面硬度和耐磨性，該類鋼制模具可采用離子氮化表面處理,，表面硬度可達(dá)900HV以上,，大大延長了模具的使用壽命。

沉淀硬化型不銹鋼主要用于制造耐腐蝕,、高精度的塑料模具,。

四、奧氏體不銹鋼在熱作模具上的應(yīng)用

今年來為了滿足耐高溫,、耐蝕,、抗氧化要求而引入的奧氏體不銹鋼作為熱作模具材料已經(jīng)逐步獲得了廣泛的應(yīng)用。這類鋼一般都含有Ni,、Mn等奧氏體形成元素,，同時加入一定量的C、Cr等元素,，從而使得奧氏體變形更加穩(wěn)定,，且始終保持奧氏體組織，其中0Cr14Ni25Co2V,、4Cr14Ni14W2Mo鋼屬于鉻鎳系奧氏體不銹鋼,，其優(yōu)點是組織比較穩(wěn)定，在加熱和冷卻過程中均不發(fā)生相變，具有很高的高溫強度和耐熱性,。缺點是線脹系數(shù)大,，導(dǎo)熱性差，降低了鋼的熱疲勞性能,，不適宜作為強烈水冷的模具材料,。

4Cr14Ni14W2Mo鋼在650℃以下有良好的機械性能；在600—800℃時,，易因強烈的時效而強化,；在800℃以下耐熱不起皮,；在900℃以下耐氣體腐蝕能力高,。該鋼熱處理工藝為：固溶溫度1000—1100℃水冷，組織為奧氏體,；時效處理溫度為750℃,，空冷,，組織為奧氏體,。 

4Cr14Ni14W2Mo鋼抗氧化性好，可以蠕變成形模,、強腐蝕性的玻璃成形模以及壓鑄用型芯等熱作模具,。

五、奧氏體不銹鋼在無磁模具中的應(yīng)用 

為了適應(yīng)磁性制品的生產(chǎn),，人們用無磁模具鋼制造無磁冷作模具和塑料模具,，這種模具在強磁場中不會被磁化，保證了磁性制品在生產(chǎn)過程中即使被磁化,，但仍然容易脫模,，從而有效的保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行,。

無磁模具鋼包括奧氏體不銹鋼和高猛系鋼,。1Cr18Ni9Ti鋼屬于奧氏體型不銹鋼,，它具有較高的抗晶間腐蝕性能，在各種狀態(tài)下都能保持穩(wěn)定的奧氏體組織,，在強磁場中不產(chǎn)生磁感應(yīng)。該鋼的冷拉坯料退火溫度為970℃,，水冷,；固溶處理溫度為1030—1160℃水冷，組織為奧氏體,；時效溫度為800℃保溫10h或時效溫度700℃保溫20h，組織為奧氏體+磁化物,，時效后強度和其他力學(xué)性能均有所提高,，但硬度仍然較低（＜200HBW）。為保證其耐磨性,，一般還需要進(jìn)行氮化處理,。

1Cr18Ni9Ti鋼經(jīng)固溶后呈單相奧氏體組織，因此在強磁中不產(chǎn)生感應(yīng),，適宜制造無磁模具和要耐蝕性能的塑料模具,。 

六、結(jié)束語 

不銹鋼種類較多,，有奧氏體不銹鋼,、奧氏體—鐵素體（雙相）型不銹鋼鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼,、沉淀硬化不銹鋼，其共同特點是不銹,、耐蝕,。各類模具的服役條件差異較大，因此各類不銹鋼的選擇和應(yīng)用應(yīng)根據(jù)模具的生產(chǎn)條件和工作環(huán)境的需要,，結(jié)合不銹鋼材料的基本性能和相關(guān)因素,，選擇符合模具的需要、經(jīng)濟(jì)上合理,、技術(shù)上先進(jìn)的不銹鋼材料,，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和模具的使用水平。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,，不銹鋼材料在模具中的應(yīng)用也將會達(dá)到一個新的水平,。