本發(fā)明涉及熱處理的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種塑料模具鋼的熱處理工藝，尤其是一種3Cr13馬氏體不銹鋼的Q-P處理工藝。

背景技術(shù)：

聚氯乙烯、阻燃劑ABS等聚合物塑料材質(zhì)在成形過(guò)程中會(huì)分解出Cl等有害元素，對(duì)模具型腔有較強(qiáng)的腐蝕性，引起點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕等失效，繼而降低模具使用壽命及成品表面質(zhì)量。

從微觀尺度采用分子動(dòng)力學(xué)、第一性原理等方法，計(jì)算得出了鐵碳團(tuán)簇在Cr元素的加入下會(huì)降低對(duì)氯離子的吸附，也即常見的M23C6、M3C兩種構(gòu)型的碳化物均不易吸附氯離子，但M23C6碳化物會(huì)造成其周圍基體的“貧鉻”，從而引起點(diǎn)蝕；而M3C碳化物則不會(huì)對(duì)“貧鉻”造成太大影響。

因而，如何能夠使得塑料模具鋼的組織中的碳化物盡量以M3C的形態(tài)存在，而避免M23C6碳化物的大量出現(xiàn)，對(duì)于提高塑料模具鋼的耐腐蝕性能具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是提供一種塑料模具鋼的熱處理工藝，用以提高塑料模具鋼的耐腐蝕性能。

本發(fā)明中所述的塑料模具鋼為3Cr13馬氏體不銹鋼，其經(jīng)過(guò)了鍛造、熱軋和球化退火。

所述熱處理工藝具體為：

首先，將所述塑料模具鋼在電熱爐中進(jìn)行固溶處理，所述固溶處理的具體條件為,以330℃/h的升溫速率升溫至250℃預(yù)熱，再以120℃/h的升溫速率加熱到處理溫度1120℃，處理時(shí)間1.5h，并且處理時(shí)通入高純Ar氣，Ar的壓力為60MPa；

隨后，對(duì)所述塑料模具鋼進(jìn)行淬火處理，具體是以1.0℃/s的冷卻速度，迅速將所述塑料模具鋼冷卻到210℃；

隨后，對(duì)所述塑料模具鋼進(jìn)行再分配處理，具體是迅速將淬火后的塑料模具鋼置入350-380℃的鹽浴處理環(huán)境加熱到保溫3-5h，隨后空冷至室溫；

最后，對(duì)塑料模具鋼進(jìn)行回火處理，具體是以150-200℃/h升溫速率加熱到330-350℃保溫2-3h進(jìn)行一次回火處理并水冷至室溫。

經(jīng)本申請(qǐng)熱處理工藝處理后的塑料模具鋼，具有優(yōu)異的組織性能，能夠很好地對(duì)M23C6碳化物進(jìn)行控制，使得塑料模具鋼中的碳化物基本以M3C的形態(tài)存在，從而使得模具鋼兼具優(yōu)良的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。特別是本申請(qǐng)優(yōu)選的再分配處理溫度和保溫時(shí)間，使得3Cr13馬氏體不銹鋼獲得了突出的耐腐蝕性能。

附圖說(shuō)明

圖1是3Cr13馬氏體不銹鋼經(jīng)不同再分配處理溫度后的衍射圖譜；

圖2是3Cr13馬氏體不銹鋼經(jīng)不同再分配處理溫度后的動(dòng)電位極化曲線。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1.

首先，將所述塑料模具鋼在電熱爐中進(jìn)行固溶處理，所述固溶處理的具體條件為,以330℃/h的升溫速率升溫至250℃預(yù)熱，再以120℃/h的升溫速率加熱到處理溫度1120℃，處理時(shí)間1.5h，并且處理時(shí)通入高純Ar氣，Ar的壓力為60MPa；

隨后，對(duì)所述塑料模具鋼進(jìn)行淬火處理，具體是以1.0℃/s的冷卻速度，迅速將所述塑料模具鋼冷卻到210℃；

隨后，對(duì)所述塑料模具鋼進(jìn)行再分配處理，具體是迅速將淬火后的塑料模具鋼置入350℃的鹽浴處理環(huán)境加熱到保溫3h，隨后空冷至室溫；

最后，對(duì)塑料模具鋼進(jìn)行回火處理，具體是以180℃/h升溫速率加熱到340℃保溫2h進(jìn)行一次回火處理并水冷至室溫。

實(shí)施例2-3以及比較例1-5的具體處理參數(shù)參見表1（未列出的表示與實(shí)施例1相同）：

耐蝕性測(cè)試采用電化學(xué)方法，使用Corrtest CS350型電化學(xué)工作站，研究材料在含Cl^-水溶液中的電化學(xué)腐蝕性能。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)采用三電極體系，以Pt電極為對(duì)電極，甘汞電極為參比電極，不銹鋼試樣為工作電極。測(cè)試介質(zhì)選用3.5%NaCl水溶液，工作電極加工成為?10×3 mm的圓盤試樣，并使用環(huán)氧樹脂進(jìn)行封樣。測(cè)試過(guò)程中首先進(jìn)行0.5h陰極極化以去除由于放置時(shí)間不同造成的不銹鋼表面鈍化膜狀態(tài)不同的影響。之后進(jìn)行0.5h開路電位測(cè)量，以得到不銹鋼在介質(zhì)中的腐蝕電位（OCP），并以此電位為零點(diǎn)，進(jìn)行交流幅值為10mV，頻率范圍10-2Hz~105Hz的交流阻抗（EIS）譜測(cè)量，以得到材料在腐蝕電位下的鈍化膜特性；之后，以0.166 mV/s的掃描速率，在-0.5V（vs. OCP）~1V（vs. OCP）范圍內(nèi)進(jìn)行動(dòng)電位極化測(cè)試，并設(shè)定在電流密度高于0.1μA/cm2時(shí)結(jié)束測(cè)量，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的電位值即為材料的點(diǎn)蝕電位。

表1 不同再分配處理?xiàng)l件下EIS擬合結(jié)果擬合結(jié)果

由表1和圖1可以發(fā)現(xiàn)，3Cr13馬氏體不銹鋼經(jīng)熱處理后均有奧氏體峰位出現(xiàn)。其中在450°C時(shí)達(dá)到了極大值，但此時(shí)的耐腐蝕性能反而有所降低。

由表1和圖2不難看出，實(shí)施例1-3由于進(jìn)行了適宜的再分配處理，耐腐蝕性能都具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，而比較例1-5雖然也實(shí)施了本發(fā)明的熱處理工藝，但由于其再分配處理溫度并不合適，其耐腐蝕性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)差于未經(jīng)處理的淬火態(tài)。

上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。