(1)材料的特性
9Mn2V钢属于西欧、捷克等国普及的冷冲模具钢种,是Mn2系合金工具钢。该钢淬火变形小,韧性、淬透性偏低,具有强烈抑制过热敏感性以及网状碳化物的析出倾向,易于锻造、退火,加工性能好。该钢与碳素工具钢相比,具有较高的硬度和耐磨性,淬透性很好,淬火时变形较小,该钢的淬透性略优于Cr12钢,钢的油淬临界直径为ϕ30mm、ϕ60~70mm的工件在油中可淬硬。该钢在840~860℃淬火,仍可得到8~9级晶粒度,2~3级细针状马氏体组织。
由于钢中含有一定量的钒,细化了晶粒,减小了过热敏感性。碳化物不均匀性比CrWMn钢好。淬硬度深度≤30mm(油淬)。
正火可消除网状及带状碳化物。球化完全的最低加热温度740℃,出现片状碳化物的加热温度为820℃。
一般模具用冷油淬火,形状复杂的零件用100℃热油冷却,可获得较小的淬火变形率(0.05%~0.08%),对小型腔模具(<30~50mm),易实现微变形淬火。该钢在200~300℃回火后,尺寸变化率达到0.1%~0.18%,往往造成模具型腔异常膨胀而超差,应予注意。
该钢可在硝盐、热油等冷却能力较为缓和的淬火介质中淬火。对于一些变形要求严格而硬度要求又不很高的模具,可采用贝氏体等温淬火。该钢的碳化物不均匀性和淬火开裂倾向性比CrWMn钢小,脱碳倾向性比9SiCr钢小,而淬透性比碳素工具钢大,其价格只比后者高约30%。
该钢的耐回火性较差,经180~200℃回火以后,硬度为56~60HRC,其抗弯强度、冲击韧度呈现谷值,是该钢的回火脆性区间。但该钢的冲击韧度不高,在生产使用中有碎裂现象。该钢的回火温度一般≤180℃,在200℃回火时抗弯强度及韧性开始出现低值。
(2)供货状态
供货品种有热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板和冷拉钢丝。
退火态,硬度≤229HBW。
(3)化学成分
该钢的化学成分(质量分数):C0.89%~0.95%、Si≤0.40%、Mn1.70%~2.0%、P≤0.030%、S≤0.030%、V0.15%~0.25%。
(4)参考对应牌号
中国GB标准牌号9Mn2V、美国ASTM/UNS标准牌号02/T31502、国际标准化组织(ISO)标准牌号90MnWCr1、德国DIN标准牌号90MnCrV8、德国DIN标准材料编号1.2842、法国NF标准牌号90MnV8、英国BS标准牌号BO2、瑞典一胜百(ASSAB)标准牌号DF-2。
(5)临界点温度(近似值)
Ac1=735℃、Accm=860℃。
(6)正火规范
正火温度860~880℃,空冷。
(7)等温球化退火处理规范
750~770℃×1~2h,680~700℃×2~3h,出炉空冷,退火后硬度≤229HBW,珠光体组织2~5级,网状碳化物等级≤2级。
(8)冷压毛坯普通软化规范
(820±10)℃×3~4h,以5℃/h的冷却速度冷至≤650℃,出炉空冷。
(9)冷压毛坯等温球化软化规范
(820±10)℃×3~4h,(720±10)℃×6~8h,再缓冷至≤600℃,出炉空冷。(www.xing528.com)
处理前硬度≤229HBW,处理后硬度≤187HBW。
(10)普通淬火、回火规范
淬火温度780~810℃,油冷,淬火硬度≥62HRC,回火温度160~180℃或190~230℃。
回火温度150~160℃,回火硬度62~64HRC。
(11)真空淬火、回火规范
预热温度500~600℃,真空度0.1Pa,淬火温度780~820℃,真空度0.1Pa,油冷、回火温度180~200℃,硬度62~63HBC。
(12)返修及翻新模具退火规范
退火温度650~700℃,保温时间1~3h,空冷。
(13)典型应用举例
1)用于制作材料厚度<3mm的冲裁模零件,制作凸模时推荐硬度58~62HRC,制作凹模时推荐硬度60~64HRC。
2)可用于冲裁模具,当生产批量<10万件、被冲材料厚度<1mm的软态低碳钢板时。还可用于弯曲模具,被弯曲工件碳的质量分数为0.65%~0.80%、硬度为37~42HRC时,弯曲模具使用寿命为6万~7万件。
3)适用于制作各种变形小、耐磨性高的精密样板、块规、量具。
4)适于制作厚度小于6mm的小型冲压模具等。
6)该钢淬火、低温回火后硬度≥55HRC,用于制品生产批量大,强度、耐磨性要求高的模具。
8)轻金属压铸模具。
9)用于制作淬火硬度为46~52HRC的热固性塑料模具。
10)小型芯、凸模、型腔板、镶件等。
11)用于整体淬硬型塑料模具。
12)主要用于制作尺寸较大、形状较复杂和精度较高的塑料模。
13)热固性塑料成型模,要求高耐磨、高强度的模具。
14)采用调质球化一步法工艺代替原传统工艺(正火+球化退火+调质工艺),用于冷冲压模具等,工艺流程时间缩短10h,成本降低50%,节约能源。
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