S136 模具钢作为一种马氏体型不锈钢,在模具制造领域以高镜面性和优异的耐腐蚀性能著称,被广泛应用于对表面质量和耐蚀性要求极高的场合。
化学成分与微观结构
S136 的化学成分设计围绕高镜面性和耐腐蚀性展开。碳(C)含量约 0.38 - 0.42%,适量的碳为钢的强度和硬度提供基础,同时与铬等元素形成碳化物,起到弥散强化作用 。铬(Cr)含量高达 12.0 - 14.0%,是 S136 具备优异耐腐蚀性的关键元素,铬在钢表面形成致密的 Cr₂O₃氧化膜,能够有效阻止腐蚀介质侵入,提升钢的耐大气腐蚀、耐水腐蚀以及耐化学介质腐蚀能力 。此外,还含有少量的钼(Mo),含量约 0.3 - 0.5%,钼元素进一步增强钢的耐腐蚀性,尤其是在还原性介质中表现突出;同时,钼能细化晶粒,提高钢的强度和韧性。钒(V)含量约 0.3 - 0.5%,钒与碳形成稳定的碳化物(VC),这些碳化物硬度高、颗粒细小,在钢中起到弥散强化作用,提高钢的耐磨性和回火稳定性 。
从微观结构来看,经过淬火和回火处理后,S136 形成回火马氏体组织。回火马氏体具有较高的强度和硬度,同时具备一定的韧性。钢中的碳化物细小弥散分布在马氏体基体上,均匀的碳化物分布不仅提高了钢的耐磨性,还为获得高镜面加工效果提供了良好的组织基础。此外,由于铬含量较高,在正常的热处理过程中,铬元素充分固溶于基体中,保证了表面氧化膜的连续性和稳定性,从而提升耐腐蚀性。
性能特点
S136 的耐腐蚀性极为优异。在潮湿的大气环境中,长期暴露的 S136 模具表面基本不会出现锈蚀现象;在弱酸性或弱碱性的水溶液中,也能保持良好的耐蚀性。通过盐雾试验(ASTM B117)测试,S136 在连续喷雾 48 小时后,表面无明显腐蚀痕迹,而普通模具钢则会出现大量锈斑。高镜面性是 S136 的另一大特点,经过精细研磨和抛光处理后,S136 模具表面可以达到极高的光洁度,镜面等级可达 Ra0.01μm 以下,能够满足光学镜片、CD 光盘等精密塑料制品的成型需求。此外,S136 还具有良好的耐磨性和尺寸稳定性,在模具的长期使用过程中,能够保持精确的尺寸精度,减少因磨损导致的模具失效。其硬度在淬火回火后可达 HRC50 - 54,具备较高的强度和抗变形能力。
加工工艺与应用
在加工工艺方面,S136 的锻造需严格控制温度范围,始锻温度约为 1050 - 1100℃,终锻温度不低于 850℃,合理的锻造工艺可以破碎粗大的碳化物,改善钢的组织结构,提高性能 。热处理过程包括淬火和回火,淬火温度一般在 1020 - 1050℃,油冷淬火后获得马氏体组织;回火温度根据使用要求在 550 - 650℃之间选择,多次回火能够消除残余应力,提高韧性和尺寸稳定性 。在切削加工时,由于 S136 硬度较高,需采用硬质合金刀具,并合理选择切削参数,以保证加工效率和表面质量。
在实际应用中,S136 广泛应用于光学模具领域。如制造手机摄像头镜片模具、眼镜片模具等,其高镜面性能够确保镜片表面的光洁度和光学性能,减少光线折射和散射,提高成像质量。在食品包装模具领域,S136 的优异耐腐蚀性使其能够满足食品卫生要求,可用于制造食品包装盒、餐具等模具,避免模具在与食品接触过程中发生腐蚀,保证食品安全。此外,在医疗器械模具、化妆品包装模具等对表面质量和耐蚀性要求高的领域,S136 也发挥着重要作用。
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