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      Cr12MoV工具鋼的幾種化學應用特點
      作者:無錫魯駿特鋼有限公司 來源:http://www.ahwxjz.com 時間:2020/4/21 9:53:42

        本發明Cr12MoV工具鋼,是在電弧爐中冶煉的,經1150~1170℃開鍛,850~900℃終鍛,再于760±10℃高溫回火3-4小時軟化處理,機加工后,進行強韌化熱處理:淬火加熱溫度為960~980℃,電阻爐加熱保溫系數為2分/毫米,在油中或空氣中冷卻,也可采用等溫淬火的方法,淬火硬度HRC50~52,淬火組織為板條馬氏體+少量殘留奧氏體,回火溫度600~650℃保持2-4小時,出爐空冷,回火后硬度HRC46~38。這種強韌化熱處理可以與滲硼工藝結合起來,其工藝為,在模腔表面敷以滲硼劑與保護劑,用熱風機吹干,升溫致960℃~980℃保溫2-4小時,油冷,600~650℃ 回火。實行該工藝的滲硼劑配方為:80%SiC+10%B4C+5%KBF4+5%B2O3。將各種粉末混合均勻,用12%醋酸纖維丙酮溶液調成粘稠狀,在模腔表面涂敷厚度為2-6毫米,用熱風機吹干。實行該工藝所使用的保護劑配方為:65%SiO2+25%Na2CO3+3%Al2O3+7%Cr2O3。將各種粉末混合均勻,用濃水玻璃調合成粘稠狀,涂敷在滲硼劑層外側,涂層厚度為2-4毫米。

        本發明鋼種可以進行氮化處理,其工藝為:960-980℃加熱淬火,淬火加熱保溫系數為2分/毫米,油中淬火;600-650℃回火2-3小時空冷,模腔表面精磨加工后于氮化爐中530~550℃氮化處理2-4小時,爐冷后出爐。

        本發明鋼種具有以下特點:

        1.由于把已有技術的含碳量為0.50~0.60%降到0.30%左右,運用低碳馬氏體的強韌化機理于錘鍛模具的成份設計,顯著的提高了鋼的韌性,尤其是高溫沖擊韌性。本發明262鋼經960~980℃淬火+600℃回火,其洛氏硬度為HRC=45.5,常溫沖擊韌性ak=53.9J/cm2、300℃高溫沖擊韌性ak=93.1J/cm2、550℃高溫沖擊韌性ak=83.3J/cm2。而對比鋼5CrNiMo在經860℃淬火+450℃回火,其洛氏硬度為HRC=45、300℃高溫沖擊韌性為ak=41.2J/cm2、550℃高溫沖擊韌性為ak=51.0J/cm2。

        2.由于本發明采用了鉻、鉬、鎢、釩、硅、鎳多種元素的聯合作用,實現了多元復合合金化。淬火加熱時,這些合金元素大部分固溶于奧氏體,淬火冷卻后,又固溶于低碳馬氏體中,在高溫回火時,產生固溶強化與特殊碳化物的 散強化。因此,本發明Cr12MoV工具鋼能在高韌性的前提下,具有較高的高溫強度、高溫硬度和回火穩定性。這種鋼在經960~980℃淬火+600℃回火后,其600℃時高溫抗拉強度為σb=897MPa,600℃時高溫硬度Hv=334,而對比鋼5CrNiMo,在經860℃淬火+450℃回火,其600℃ 時高溫強度σb=485MPa,600℃時高溫硬度Hv=205。本發明鋼種回火到HRc=42~45的回火溫度比5CrNiMo鋼提高了120~150℃;本發明鋼種淬火并回火后HRc=45,在600℃保溫12小時后其硬度為HRC=40~43,比5CrNiMo鋼高出硬度值為HRC=10以上,回火穩定性明顯提高。由于多種合金元素的復合作用,使本發明鋼種的Ms點提高到358℃,A1點提高到805℃,明顯有利于高韌性低碳馬氏體的形成及材料熱強性的提高。

        3.鉬、鉻等合金元素含量的變化,顯著地推遲了本發明鋼的奧氏體→珠光體轉變,發生奧氏體→珠光體轉變的臨界冷卻速度為0.15~0.20℃/S,發生奧氏體→貝氏體轉變的臨界冷卻速度為1.50℃/S。本發明鋼種具有很好的淬透性,φ350mm×500mm的圓柱,1000℃加熱油淬,可以完全淬透。

        4.本發明鋼種加熱至1150℃,形成單相奧氏體組織,高溫鍛造無鍛裂傾向。850~900℃終鍛后空冷可獲得淬火馬氏體+貝氏體復相組織,洛氏硬度大于HRc44,無白點與開裂傾向,鍛造性能良好。

        5.本發明鋼種,鍛造后軟化退火工藝可以為850℃奧氏體化后于720℃±10℃等溫6-7小時,爐冷,可獲得Hv=239,但這種工藝,周期長,能耗大。生產中推薦采用760℃高溫回火3-4小時(空冷,得到回火索氏體組織)可獲得硬度為HB=229,便于機加工。

        6.本發明鋼的熱處理工藝是:******淬火加熱溫度為960~980℃,奧氏體晶粒度一般為8~10級,空氣爐加熱保溫系數一般為2分/毫米,大、中型模具一般采用油淬,小型模具可采用等溫或空冷方式淬火。

        淬火硬度一般為HRc50~52,淬火組織為板條狀低碳馬氏體+3%左右的殘留奧氏體。

        加熱至960~980℃油淬后,600℃回火,其硬度值為HRc45,625℃回火時則為HRc43,650℃回火時則為HRc40,回火溫度從600℃提高到650℃,它們斷裂韌性K1C從73.7MPa 迅速提高到144MPa ,對于沖擊載荷大的大型模具推薦采用630~650℃回火。

        7.由于本發明鋼種降低了碳含量,抗冷熱疲勞的性能顯著提高,650℃~20℃冷熱循環1000次,縱向裂紋長度為0.75mm,同樣試驗條件下的5CrNiMo鋼的縱向裂紋長度為1.80mm。


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