9Mn2V钢是利用我国丰富的锰、钒资源研制出来的不含铬的冷作模具钢,是合金工具钢中唯一不含Ni、Cr元素的经济型钢种,其中锰的质量分数高达1.70%~2.00%,主要是为了提高钢的淬透性,淬火、低温回火后有高的硬度和耐磨性,淬火时可用油冷,变形较小。形状复杂的模具零件用热油冷却变形更小,易于实现微变形淬火。
1.化学成分
9Mn2V钢的化学成分见表2-9。
表2-9 9Mn2V钢的化学成分
9Mn2V钢相变点为:Ac1730℃、Accm765℃、Ar1652℃、Ms125℃。
2.性能及应用
(1)性能 锰使钢的Ms点下降,淬火后残留奥氏体比CrWMn钢多,淬火变形比CrWMn钢更小,但较多残留奥氏体也使尺寸稳定性不及CrWMn钢。钢中含V形成细微的VC质点能有效细化晶粒,也能抑制网状二次碳化物析出。耐磨性不及CrWMn钢,但仍比T10钢的耐磨性要高6~7倍。该钢的耐回火性差,超过250℃硬度明显下降。
9Mn2V钢冷、热加工性能都比较好。由于含有V元素,细化了晶粒,减小了钢的过热敏感性,在实际生产中不够重视9Mn2V钢的过热敏感性,因此工件经常出现过热现象,油冷淬火临界直径为30mm左右,热处理变形较小。一般采用850℃淬火,如淬火加热温度达900℃以上,出现严重过热组织,将导致工件淬火开裂。
(2)应用9Mn2V钢一般适于制造要求变形小,形状较复杂尺寸较小,轻载荷的冲压模、冷压模、雕刻模、弯曲模、落料模等。制作冲件厚度小于4mm的冲压模,刃磨寿命稳定在2万~3.5万次的水平,比碱浴淬火的T10A钢提高50%~150%。(www.xing528.com)
3.常规处理方法
(1)锻造工艺 锻造工艺见表2-10。
(2)热处理
1)退火工艺。加热温度750~770℃,保温3~5h,等温温度680~700℃,保温4~6h,退火硬度小于或等于229HBW。
2)淬火工艺。正常的淬火加热温度为780~820℃,油冷淬火或硝盐分级淬火,硬度达62HRC以上。9Mn2V钢780℃加热淬火的组织为隐针马氏体+残留奥氏体+剩余碳化物,淬火硬度约为65HRC,抗弯强度σbb约为2058MPa,淬火硬度和抗弯强度最高。9Mn2V钢820℃加热淬火硬度下降到64.5HRC,抗弯强度σbb下降到2009MPa。
表2-10 锻造工艺
3)回火工艺。9Mn2V钢的耐回火性较差,200℃回火后硬度就可下降到60HRC以下。回火温度一般要求在160~180℃,空冷,硬度60~62HRC。回火温度在200~300℃范围有回火脆性及显著体积膨胀,应予以防止。
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