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优化冷冲模钢材选用——320钢使用效果分析

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:退火后20钢硬度较低,可挤压成形。淬火温度800~820℃,水冷,硬度≥60HRC。回火温度160~180℃,表面硬度58~62HRC,心部硬度160~190HBW。该冷冲模用于冲压硬度为179~217HBW的65Mn钢带,原采用T10钢,硬度48~50HRC,使用寿命<1500次;后采用Cr12MoV钢,硬度48~50HRC,使用寿命达3000次;而采用淬火后不回火直接使用的20钢,硬度46~48HRC,使用寿命高达3万~4万次。

优化冷冲模钢材选用——320钢使用效果分析

(1)材料的特性

该钢属于优质低碳碳素钢冷挤压渗碳淬硬钢。该钢强度低,韧性、塑性和焊接性均好。抗拉强度355~500MPa,伸长率≥24%。

正火可促进该钢球化,细化大块状先共析铁素体,改善(硬度<160HBW)毛坯的可加工性。

该模具钢零件的工艺路线为:下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→冷挤压成形→再结晶退火→机械精加工→渗碳→淬火、回火→研磨抛光→装配。

(2)供货状态

未热处理态,硬度≤156HBW。

(3)化学成分

根据标准GB/T 699—1999该钢的化学成分(质量分数):C0.17%~0.23%、Si0.17%~0.37%、Mn0.35%~0.65%、P≤0.035%、S≤0.035%、Ni≤0.30%、Cr≤0.25%、Cu≤0.25%。

(4)参考对应牌号

中国GB/JB标准牌号20、中国台湾CNS标准牌号S20C、德国DIN标准材料编号1.0402、德国DIN标准牌号CK22/C22、英国BS标准牌号IC22、法国AFNOR标准牌号CC20、法国NF标准牌号C22、意大利UNI标准牌号C20/C21、比利时NBN标准牌号C25-1、瑞典SS标准牌号1450、西班牙UNE标准牌号F.112、美国AISI/SAE标准牌号1020、日本JIS标准牌号S20C/S22C。

(5)临界点温度(近似值)

Ac1=735℃、Ac3=855℃、Ar1=680℃、Ar3=835℃。

(6)热加工规范

开始温度1200~1250℃,终止温度>800℃,空冷。

(7)退火规范

退火温度880~900℃,保温2~4h,炉冷至500℃以下出炉空冷。

退火后20钢硬度较低,可挤压成形。

(8)正火规范

正火温度920~950℃,出炉空冷,硬度达131~156HBW。

(9)高温回火规范

回火温度680~720℃,保温一定时间,炉冷。

(10)冷压毛坯软化处理规范(www.xing528.com)

软化温度700~720℃,保温8~15h,再以50~100℃/h的冷速,随炉降至≤550~600℃,出炉空冷。

处理前硬度≤143HBW,处理后硬度≤131HBW。

(11)淬火规范

淬火温度(910±10)℃,在w(NaCl)为10%的盐水中冷却。

(12)淬火、回火规范

淬火温度860~900℃,在w(NaCl)为10%的盐水中冷却,回火温度160~180℃,空冷。

(13)渗碳、淬火、回火规范

渗碳温度900~930℃,按技术要求确定保温时间,罐中缓冷,冷至室温。

淬火温度800~820℃,水冷,硬度≥60HRC。

回火温度160~180℃,表面硬度58~62HRC,心部硬度160~190HBW。

(14)碳氮共渗、淬火、回火规范

氮碳共渗温度840~860℃(罐冷),共渗后直接淬火,淬火温度840~860℃,水冷或油冷,硬度≥60HRC。回火温度160~180℃,空冷,表面硬度58~62HRC,心部硬度160~190HBW。

(15)典型应用举例

1)锯齿锁紧垫圈冲模。该冷冲模用于冲压硬度为179~217HBW的65Mn钢带,原采用T10钢,硬度48~50HRC,使用寿命<1500次;后采用Cr12MoV钢,硬度48~50HRC,使用寿命达3000次;而采用淬火后不回火直接使用的20钢,硬度46~48HRC,使用寿命高达3万~4万次。

2)可用于冷挤压冲头、重载冷镦冲头、10~25mm中厚钢板冲孔冲头以及直径<5~6mm的小冲头,还可用于奥氏体钢、弹簧钢、高强度钢板的中、小型冲头。

3)小型高使用寿命冷冲剪工具。

4)粉末冶金压模。

5)塑料模具的导柱、导套。

6)主要用于型腔简单、生产批量小的塑料模,采用反印法制作模具,然后渗碳淬火、回火处理,渗碳淬火后硬度为56~60HRC,可获得表面硬度高又耐磨,心部韧性好的模具。

7)用于精度要求不高的中、小模具,以及受力不大、小生产批量的模具。

8)适宜于制作型腔表面耐磨性好、心部韧性好但形状不复杂的塑料注射模。

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