[发明专利]一种S316马氏体不锈钢的热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及塑料模具钢的技术领域，特别是一种塑料模具钢及其热处理工艺，尤其是一种S316马氏体不锈钢的热处理工艺。

背景技术

聚氯乙烯、阻燃剂ABS等聚合物塑料材质在成形过程中会分解出Cl等有害元素，对模具型腔有较强的腐蚀性，引起点蚀、应力腐蚀等失效，继而降低模具使用寿命及成品表面质量。

从微观尺度采用分子动力学、第一性原理等方法，计算得出了铁碳团簇在Cr元素的加入下会降低对氯离子的吸附，也即常见的M23C6、M3C两种构型的碳化物均不易吸附氯离子，但M23C6碳化物会造成其周围基体的“贫铬”，从而引起点蚀；而M3C碳化物则不会对“贫铬”造成太大影响。

因而，如何能够使得塑料模具钢的组织中的碳化物尽量以M3C的形态存在，而避免M23C6碳化物的大量出现，对于提高塑料模具钢的耐腐蚀性能具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的就是提供一种塑料模具钢的热处理工艺，用以提高塑料模具钢的耐腐蚀性能。

本发明中所述的塑料模具钢为S316马氏体不锈钢，其经过了锻造、热轧和球化退火后，又经过如下的热处理工艺：

首先，将所述塑料模具钢在电热炉中进行固溶处理，所述固溶处理的具体条件为，以300-360℃/h的升温速率升温至250℃预热，再以100-150℃/h的升温速率加热到处理温度1100-1130℃，处理时间1.5-2h，并且处理时通入高纯Ar气，Ar的压力为60-80MPa；

随后，对所述塑料模具钢进行淬火处理，具体是以0.8-1.0℃/s的冷却速度，迅速将所述塑料模具钢冷却到220℃以下；

随后，对所述S316马氏体不锈钢进行再分配处理，具体是迅速将淬火后的S316马氏体不锈钢置入330℃的盐浴处理环境加热到保温3h，随后空冷至室温；

最后，对S316马氏体不锈钢进行回火处理，具体是以180℃/h升温速率加热到320℃保温2h进行一次回火处理并水冷至室温。

经本申请热处理工艺处理后的S316塑料模具钢，具有优异的组织性能，能够很好地对M23C6碳化物进行控制，使得塑料模具钢中的碳化物基本以M3C的形态存在，从而使得S316马氏体不锈钢兼具优良的力学性能和耐腐蚀性能。特别是优选的固溶处理温度、保温时间和处理压力，使得S316塑料模具钢获得了突出的耐腐蚀性能。

附图说明

图1是S316马氏体不锈钢经不同固溶处理温度后的衍射图谱；

图2是S316马氏体不锈钢经不同固溶处理温度后的EIS图，其中图2（a）是Bode图，图2（b）是Nyquist图。

具体实施方式

实施例1.

首先，将所述塑料模具钢在电热炉中进行固溶处理，所述固溶处理的具体条件为，以330℃/h的升温速率升温至250℃预热，再以120℃/h的升温速率加热到处理温度1100℃，处理时间1.5h，并且处理时通入高纯Ar气，Ar的压力为60MPa；

随后，对所述塑料模具钢进行淬火处理，具体是以1.0℃/s的冷却速度，迅速将所述塑料模具钢冷却到210℃；

随后，对所述S316马氏体不锈钢进行再分配处理，具体是迅速将淬火后的S316马氏体不锈钢置入330℃的盐浴处理环境加热到保温3h，随后空冷至室温；

最后，对S316马氏体不锈钢进行回火处理，具体是以180℃/h升温速率加热到320℃保温2h进行一次回火处理并水冷至室温。

实施例2-3以及比较例1-4的具体处理参数参见表1（未列出的表示与实施例1相同）：

表1 不同固溶处理条件下EIS拟合结果