首页 理论教育 提高Cr12钢模具使用寿命的热处理优化方法

提高Cr12钢模具使用寿命的热处理优化方法

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:960℃×5~6h渗硼,然后升至980℃×10min淬油,200℃×1.5h回火。10)Cr12钢翻边凸模固体硼铬共渗后,凸模翻边次数高达16万~17万次,而常规淬火工艺仅有0.6万~0.8万次,渗硼处理只有0.7万~1.0万次。11)Cr12钢搓丝板渗钒复合处理后,使模具的使用寿命提高到1.7万件。12)Cr12钢冷镦六角头螺栓用的六角模片,经渗钒复合处理后,模具的使用寿命提高了10倍。

提高Cr12钢模具使用寿命的热处理优化方法

(1)材料的特性

高碳高铬合金工具钢。该钢碳的质量分数为1.45%~2.3%,铬的质量分数约为12%,含有少量的钼和钒,属于高碳高铬莱氏体钢。该钢具有较高的耐磨性、淬透性、热稳定性抗压强度以及微变形,具有较高的淬硬性、强韧性,耐磨性比一般低合金工具钢高3~4倍。

该钢受热软化温度为480℃,二次硬化硬度为58HRC。缺点是共晶碳化物均匀度较大,为5.5~6级,碳化物组织偏析严重,易促成淬火异常变化及脆化倾向。该钢的MsMf点随淬火温度的变化而受到影响。淬硬深度:油淬≤200mm。

该钢在结晶过程中形成大量的共晶网状碳化物,其中碳化物的体积分数为20%左右,共晶温度约为1150℃,这些碳化物都很硬、很脆,虽经开坯轧制,碳化物有一定程度的破碎,但碳化物沿轧制方向呈带状、网状、块状、堆集状分布,偏析程度随钢材直径增大而严重。

该钢球化完全的最低加热温度为780℃。回火脆性温度范围290~330℃。

(2)供货状态

退火态,硬度269~217HBW,压痕直径3.7~4.1mm。

(3)化学成分

根据标准GB 1299—2000,该钢典型化学成分(质量分数):C2.00%~2.30%、Si≤0.40%、Mn≤0.40%、P≤0.030%、S≤0.030%、Cr11.50~13.00%。

(4)参考对应牌号

中国GB标准牌号Cr12、德国DIN标准材料编号1.2080、德国DIN标准牌号X210Cr12、英国BS标准牌号BD3、法国AFNOR标准牌号Z200Cr12、意大利UNI标准牌号X210Cr13KU/X250Cr12KU、西班牙UNE标准牌号X210Cr12、日本JIS标准牌号SKD1、中国台湾CNS标准牌号SKD1、韩国KS标准牌号STD1、美国ASTM/UNS标准牌号D3/T30403、国际标准化组织(ISO)标准牌号210Cr12、俄罗斯ГОСТ标准牌号Х12。

(5)临界点温度(近似值)

Ac1=800℃、Ar1=760℃。

(6)油韧性处理规范

加热温度850~860℃,以30℃/h的冷却速度,降温到630℃,出炉油冷,硬度96~97HRB,破断扭转角温度为950℃。该工艺的目的是提高钢的塑性。

(7)普通等温球化退火规范

850~870℃×3~4h,炉冷,740~760℃×4~5h,出炉空冷。硬度≤241HBW,共晶碳化物等级≤3级。

(8)球化退火规范

退火温度850~870℃,保温时间2~4h,以30℃/h冷速炉冷到500~600℃,出炉空冷。等温温度730~750℃,等温时间4~6h,炉冷到500~600℃,出炉空冷,硬度217~269HBW。

(9)普通淬火规范

淬火温度950~1000℃,油冷,淬火硬度≥60HRC。

(10)真空淬火、回火规范

预热温度500~550℃,真空度0.1Pa,淬火温度960~980℃,真空度1~10Pa,冷却介质:油或N2气,回火温度180~240℃,硬度60~64HRC。

(11)渗硼+淬火+回火(www.xing528.com)

渗剂成分(质量分数):Na2B4O770%~80%+NaSiF45%~10%。

960℃×5~6h渗硼,然后升至980℃×10min淬油,200℃×1.5h回火。

(12)固体硼铬共渗

w(Na2B4O7)为90%+w(Cr2 O3)为10%的熔盐中进行。

960℃×4h共渗,空冷,980℃×0.5h局部油淬,200℃×1h回火。

960℃×4h共渗后渗层深度70~80μm,硬度1100~1450HV0.1,脆性0级,摩擦因数0.1317(渗硼后0.1421)。

(13)渗钒复合处理

800~820℃×10min预热,(1050±10)℃×5min加热,淬油;680℃×2h回火;(950±10)℃×5h渗钒;(220±10)℃×2h回火。

渗钒剂成分(质量分数):V2O510%+Al5%+NaF9%+NaCl27%+BaCl48%。

(14)典型应用举例

1)该钢可用于硅钢片冲模,用于小动载条件下要求高耐磨、形状简单的拉深和冲裁模。

2)被广泛地用来制作截面大、形状复杂、经受冲击力大、要求耐磨性高的冷作模具,如硅钢片冲模、螺纹滚丝模、拉丝模等。

3)用于制作拉深模中要求耐磨的凹模,建议硬度62~64HRC。

4)用于铝件冷挤压模的凸模时,建议硬度60~62HRC。

5)用于制作弯曲模中要求高耐磨、形状复杂的凸模、凹模、镶块,制作凸模、凹模时建议硬度60~64HRC。

6)用于成形碳的质量分数为0.65%~0.80%的弹簧钢板,硬度为37~42HRC,使用寿命可达22万次。

7)用于制作冷镦货车车厢螺栓凹模,零件尺寸为ϕ8.9mm×ϕ9.0mm的同心圆柱体,使用寿命仅0.1万~0.2万次。

8)用于热固性塑料成型模,要求高耐磨、高强度的模具。

9)用于经渗硼+淬火+回火的耐火砖成形模,与原来使用Q235钢渗碳模具相比,使用寿命提高5~6倍,工艺简单,经济效益显著。

10)Cr12钢翻边凸模固体硼铬共渗后,凸模翻边次数高达16万~17万次,而常规淬火工艺仅有0.6万~0.8万次,渗硼处理只有0.7万~1.0万次。

11)Cr12钢搓丝板渗钒复合处理后,使模具的使用寿命提高到1.7万件。

12)Cr12钢冷镦六角头螺栓用的六角模片,经渗钒复合处理后,模具的使用寿命提高了10倍。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈