60Si2Mn钢是一种弹簧专用钢种,具有高屈服强度、高疲劳极限和优良的塑性,钢材价格低廉,热处理工艺简单,有较高的强韧性和耐回火性,经过碳化物球化处理的模坯,淬火、回火后可获得较好的综合力学性能,热处理变形也较小。
1.化学成分
60Si2Mn钢的化学成分见表2-14。
表2-14 60Si2Mn钢的化学成分
2.性能与应用
(1)性能60Si2Mn钢含硅量高,因此有石墨化倾向,脱碳敏感性也较高。钢的性能指标并不亚于其他冷作模具钢,只是耐磨性稍差些。作为一般冷作模具,采用870℃加热淬火、310℃以上回火,其强韧性配合最好,使用寿命有时比9SiCr钢模具要高出1倍。碱浴及新型淬火冷却介质淬火的冲头强韧性要高于油中淬火的冲头。(www.xing528.com)
(2)应用60Si2Mn钢为普及型弹簧钢,早期应用于风铲、冲击钻探工具,显示出优良的工作性能,用来制作内六角螺钉冷镦冲头平均寿命达到5000~7000次的较好水平,已经成为标准件冷镦冲头的基本牌号。由于剩余碳化物较少,所以耐磨性稍低,淬透性也不高,油冷淬火临界直径为25~30mm,因此只能用作小型工模具。如冲击工具、硬质合金凹模预应力套(48~52HRC),标准件行业多用其制造冷镦冲头、螺母冷镦模具、冲压孔模具等。
3.常规处理方法
(1)球化退火 一般的退火工艺球化不完全,仍然有片状碳化物存在,采用850℃加热,油冷淬火,790℃加热25min,急冷到680℃保温1h,炉冷到500℃出炉的短时间等温球化工艺,可获得理想的球化组织。
(2)淬火、回火
1)淬火。因为钢材中含硅量较高,使共析温度从723℃上升到790℃左右,所以淬火加热温度较高。60Si2Mn钢一般是采用850~870℃加热,油冷淬火。采用下限850℃加热淬火的组织为针状马氏体和板条马氏体的混合组织,淬火硬度可达62HRC;采用上限900℃以上加热、油冷淬火的组织,马氏体针稍粗,板条马氏体增多,淬火硬度为61.5HRC,370℃回火后仍有很高的强韧性;800~820℃亚温淬火,300~400℃回火对强韧性有利。
2)回火。该钢的耐回火性较好,300~350℃回火后硬度可达57HRC,400℃回火后硬度为48~52HRC,并具有高的强韧性,回火温度一般选择200~350℃,注意避开300℃左右的回火脆性区,为了获得高硬度,采用200~280℃回火,也有采用120℃回火16h(低温时效处理)取代传统回火处理的。
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