DC53低耐熱高韌性熱作模具鋼及熱處理
來(lái)源:未知作者:-1發(fā)布時(shí)間:2014-01-29瀏覽量:次
DC53低耐熱高韌性熱作模具鋼及熱處理
主要用于錘鍛模、平鍛機(jī)鍛模、大型壓力機(jī)鍛模等,是在高溫下通過(guò)沖擊加壓強(qiáng)迫金屬成形的工具,鍛模型腔與熾熱的工件表面會(huì)產(chǎn)生劇烈摩擦。由于在鍛造過(guò)程中,模具型腔表面與被加熱到很高溫度的鍛坯接觸,使模具表面常升溫到300~400oC,有時(shí)局部可達(dá)500~600oC。鍛模的截面較大而型腔形狀復(fù)雜,因此要求鋼具有一定的高溫強(qiáng)度和良好的沖擊韌度、高的硬度與耐磨性、耐熱疲勞性好、淬透性大、良好的導(dǎo)熱性及良好的工藝性和抗氧化性。合金化:不能含有太高的碳及碳化物形成元素,碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在0.3%~0.5%,同時(shí)加入少量的Cr、Mo、V、Ni、Mn、Si等以提高淬透性及熱強(qiáng)性,加入少量的Mo、W有助于消除高溫回火脆性。
⒈力學(xué)性能:5CrNiMo鋼是20世紀(jì)30年代初應(yīng)用至今的傳統(tǒng)熱鍛模具鋼,國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛。它以良好的綜合力學(xué)性能和高的淬透性而著稱,塑性、韌性良好,尺寸效應(yīng)不敏感。但熱穩(wěn)定性較差,熱強(qiáng)性不高,通常在400oC以下工作可保持較高的強(qiáng)度,超過(guò)400oC時(shí)強(qiáng)度便急劇下降,模具溫升到550oC時(shí),sb與溫室比較下降近一半。
⒉工藝性能:5CrNiMo鋼的臨界點(diǎn):Ac1為730oC;Ac3為780oC;Ms為230oC。
⑴鍛造:市場(chǎng)上供應(yīng)的鋼材存在著纖維組織,直徑越大,偏析就越嚴(yán)重。鍛造時(shí)應(yīng)交替鍛粗和拔長(zhǎng),其交替進(jìn)行的次數(shù)應(yīng)不少于2~3次。鍛坯的加熱溫度為1100oC~1150oC,始鍛溫度為1050~l100oC,終鍛溫度為800~850oC,鍛坯易出現(xiàn)在白點(diǎn),故應(yīng)緩冷(砂冷或坑冷)。
⑵退火
⑶淬火:經(jīng)600~650oC溫度預(yù)熱后加熱到830~860oC,保溫后油淬。如果出油溫度低,容易淬裂,常在200oC左右出油,但心部未轉(zhuǎn)變成馬氏體的過(guò)冷奧氏體,在回火時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)變成上貝氏體組織,沖擊韌度極低,壽命短。為此可采用等溫處理的方法,先將模具淬入150oC的油中,再轉(zhuǎn)入280~300oC硝鹽浴中停留2~3h,獲得“馬氏體+下貝氏體+少量殘余碳化物”組織,這樣模具的壽命會(huì)明顯提高。
⑷回火:淬火后的模具應(yīng)立即移入回火爐中進(jìn)行回火。熱鍛模的燕尾部分由于集中承受沖擊載荷,要求比模體部分有更高高的沖擊韌性,一般在模具整體回火后,再單獨(dú)對(duì)燕尾部分進(jìn)行局部提高溫度回火,降低燕尾開(kāi)裂失效的傾向
⒊應(yīng)用:目前國(guó)內(nèi)用量較大的鍛模用鋼,通用性強(qiáng),大、中、小模塊、深淺槽的模塊均可用5CrNiMo。但此鋼的熱強(qiáng)性和耐磨性也不如高強(qiáng)度熱作模具鋼,故不適宜制作受沖擊力大的中、小型鍛模以及熱強(qiáng)性或抗熱疲勞性能要求很高的熱擠壓模、熱穿孔模及鋁、銅壓鑄模等。目前國(guó)內(nèi)主要用于制造形狀復(fù)雜、沖擊載荷較重的大型及特大型鍛模(最小邊長(zhǎng)>400mm)。
⒈力學(xué)性能:考慮到我國(guó)的資源情況,為節(jié)省鎳而研制成的5CrMnMo鋼。其強(qiáng)度略高于CrNiMo鋼,但用錳代鎳降低了其在常溫及較高溫度下的塑性和韌性,而且5CrMnMo鋼的淬透性比5CrNiMo鋼的淬透性要低,過(guò)熱敏感性稍大,在高溫下工作時(shí),其熱疲勞性能也較差。
⒉工藝性能:5CrMnMo鋼的臨界點(diǎn);Ac1為710oC;Ac3為760oC;Ms為220oC。
⑴鍛造:5CrMnMo鋼鍛造工藝參數(shù)和5CrNiMo鋼相同,注意須防止模具開(kāi)裂:
⑵退火:等溫退火加熱溫度為850~870oC,等溫溫度為680oC 。退火后店硬度為197~241HBS。⑶淬火:在加熱溫度為840oC~860oC時(shí)油淬,冷卻至150~180oC出油并立即回火。為減少變形及開(kāi)裂,淬火時(shí)可先預(yù)冷到740~780oC左右再入油淬火。
⒊應(yīng)用:與5CrNiMo鋼相比,由于5CrMnMo鋼的淬透性及韌性均較低,只適用于制造一些對(duì)強(qiáng)度和耐磨性要求較高,而韌性要求不甚高的各種中、小型錘鍛模具及部分壓力機(jī)模塊(最大邊長(zhǎng)<400mm),也可用于工作溫度低于500oC的其他小型熱作模具。
⒈力學(xué)性能:4CrMnSiMoV鋼是5CrMnSiMoV鋼的改進(jìn)型。碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低了0.1%,目的是在保持原有強(qiáng)度的基礎(chǔ)上提高鋼的韌性。該鋼無(wú)鎳,但具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、沖擊韌度及斷裂韌度,其沖擊韌度與5CrNiMo相近或稍低,而高溫性能、抗回火穩(wěn)定性、熱疲勞抗力好于5CrNiMo鋼,主要用于大型錘鍛模和水壓機(jī)鍛造用模。5CrMnSiMoV鋼可以代替5CrNiMo鋼。
⒉工藝性能:4CrMnSiMoV鋼的臨界點(diǎn):Ac1為792oC; Ac3為855oC;Ms為330oC 。
⑴鍛造: 鋼坯加熱溫度為1100~1140oC,始鍛溫度為1050~1100oC ,終鍛溫度>850oC,加熱的溫度和時(shí)間不宜過(guò)高過(guò)長(zhǎng),鍛后進(jìn)行砂冷或坑冷。為減少脫碳現(xiàn)象,大型鍛件應(yīng)在鍛后放入600oC的爐內(nèi),待溫度均勻后,再冷卻至150~200oC,然后出爐空冷。
⑵退火:等溫退火加熱溫度為840~860oC,等溫溫度為700~720oC。
⑶淬火:大型鍛模的淬火溫度為870~900oC ,中、小型鍛模的淬火溫度為900~930oC。
⑷回火
⒊應(yīng)用:該鋼可代替5CrNiMo鋼,適用于大、中型鍛模,也可用于中、小型鍛模,壽命明顯比5CrNiMo鋼高。例如制作連桿模、前梁模、齒輪模、凸緣節(jié)模(深型模)等可提高壽命0.1~0.8倍不等,用作矯正模、彎曲模和平鍛機(jī)鍛模,一般壽命都比5CrNiMo高出0.5倍。
5NiCrMoV鋼和5Cr2NiMoVSi鋼:
從20世紀(jì)50年代以來(lái),我國(guó)厚度小于250mm的模塊多采用5CrMnMo鋼制造,大于250mm的模塊一直都用5CrNiMo鋼制作。與西方國(guó)家的常用鋼號(hào)相比,碳化物形成元素含量低,熱穩(wěn)定性差,高溫強(qiáng)度低,鋼中不含釩,淬硬性較低,抗熱磨損和抗熱疲勞性能差,模具壽命短。從20世紀(jì)80年代起,我國(guó)研制了類似鋼號(hào)5NiCrMoV,適當(dāng)提高了Cr、Ni、Mo的含量,并加入適量V,顯著提高了鋼的淬透性、淬硬性、高溫強(qiáng)度、抗回火穩(wěn)定性和沖擊韌性,推薦將5NiCrMoV鋼用于大型、復(fù)雜形狀、重載荷的錘鍛模和壓力機(jī)鍛模。 5Cr2NiMoVSi鋼主要添加了一定量的釩和硅,將碳、鎳、鉻、銅等元素含量合理搭配,從而使得其高溫強(qiáng)度大幅度提高,且具有更高的淬透性和熱穩(wěn)定性。
⒈力學(xué)性能:在500oC以下時(shí), 5Cr2NiMoVSi 鋼的高溫強(qiáng)度與5CrNiMo鋼相近;而當(dāng)高于600oC時(shí),5Cr2NiMoVSi鋼的強(qiáng)度卻高出一倍以上。熱穩(wěn)定性溫度提高150~170oC。對(duì)于500mm x 500mm截面的鍛模,心部硬度較5CrNiMo鋼高出13HRC。
⒉工藝性能:5Cr2NiMoVSi 鋼的臨界點(diǎn):Ac1為750oC;Ac3為874oC; Ms為243oC。
⑴鍛造:始鍛溫度為1200oC,終鍛溫度為900oC,鍛坯加熱溫度范圍較寬,鍛造合格率高。
⑵退火:等溫退火加熱溫度為800oC,等溫溫度為720oC。
⑶淬火與回火:推薦淬火溫度為960~980oC,型腔回火溫度為630~670oC,燕尾回火溫度為680~700oC。




掃一掃微信,快速報(bào)價(jià)