高耐磨微变形冷作模具钢

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    低变形冷作模具钢的性能虽然优于碳素工具钢，但其耐磨性、强韧性、变形要求等仍不能满足形状复杂的重载冷作模具的需要，为此，发展了高耐磨微变形冷作模具钢。
    这类钢在冷作模具中使用量最大，典型的钢种有crlZ、crlZMOv、C衅WZMOv、CrlZMolVI。
    1.CrlZ型钢
    (l)主要性能特点CrlZ型钢主要包括CrlZ、CrlZMoV和CrlZMolVI，属于高碳高铬莱氏体钢。这类钢经热处理后，组织中含有大量弥散分布的铬的碳化物颗粒，使钢具有很高的硬度、耐磨性和抗压强度，承载能力仅次于高速钢。其淬透性也高，截面尺寸为300-400mm的模具在油中均可淬透。淬火变形小，通过调整淬火温度，可达微变形程度。
    其中，CrlZ钢的二。高达2.3%，因此，碳化物不均匀性严重，脆性大，制造的模具易产生崩刃和脆断;CrlZMOV钢的含碳量比CrlZ钢少，并由于加人了MO、V，钢中碳化物分布不均匀性明显改善，韧性提高;CrlZMolvl是研制的新钢种，由于MO、V含量增加，其组织进一步细化，钢的耐磨性、强韧性较CrlZMoV要高，但锻造性能稍差，易锻裂，退火软化也比较困难。
    (2)热加工工艺
    l)锻造。CrlZ型钢属于莱氏体钢，铸态组织中含有大量的共晶碳化物，经轧制后，在较大规格的钢材中，仍残留明显的带状和网状碳化物，尤其是CrlZ最为突出，对模具的淬火变形、开裂、力学性能、使用寿命影响极大。表2一11是CrlZMoV钢的碳化物级别与力学性能的关系。由表可见，钢材规格愈大，碳化物不均匀性愈严重，其纵横向的力学性能差愈大。所以必须对较大截面钢坯进行改锻，以改善碳化物的不均匀性，使其热加工流线分布合理。
    由于CrlZ型钢属于高碳高合金钢，其导热性差，塑性低，变形抗力大，锻造温度范围窄，组织缺陷严重，所以，锻造性能差。合理的锻造工艺是:预热温度750一850℃，加热温度1050一noo℃，始锻温度l0(幻一1050℃，终锻温度850一剑洲)℃，锻后缓冷。锻造时，必须严格执行锻造工艺，坚持多向、多次傲拔，才能保证击碎碳化物。锻后还应注意及时退火。
    2)退火。CrlZ型钢一般采用等温退火工艺，·加热温度为850一870℃，保温2一4h，等温温度为740一760℃，保温4一6h。退火后的硬度为207一255 HBW。
    3)淬火与回火。CrlZ型钢的组织和性能与淬火温度有极大的关系。
    由图可见，随着淬火温度升高，淬火硬度相应增加。这是因为随着淬火温度升高，合金碳化物溶人奥氏体的数量增加，使得奥氏体中固溶碳量和合金元素含量增加。淬火温度升高到1050℃时，硬度达到最大值。若再提高淬火温度，由于奥氏体中合金元素继续增多，使Ms下降，导致残留奥氏体量大幅增加，硬度急剧下降。同时还因为奥氏体晶粒变粗，使得抗弯强度和冲击韧度明显降低。
    (3)应用范围crlZ型钢是应用最广、数量最大的冷作模具钢。CrlZ型钢由于脆性最大、最易断裂，只适用于制造冲击负荷小、耐磨性要求高的冲切薄硬钢板的冲裁模;而CdZMOV和CrlZMolVI钢的脆断倾向较小，综合性能也优于crlZ型钢，所以广泛用于制造大截面、形状复杂的重载冷作模具，如切边模、落料模、滚边模、拉丝模等。CrlZMolvl钢的模具寿命比CrlZMOV钢的模具寿命更长。有资料表明，CrlZMolVI钢的冲裁模、滚丝模的寿命是CrlZMov钢的5一6倍。
    2‘CI4WZMoV钢
    (l)主要性能特点C衅WZ MOV钢是针对crlZ型钢的缺点而研制的新钢种，Cr含量比CrlZ型钢减少2/3，属于高碳中铬钢。与CrlZ型钢相比，Cr4WZMoV钢碳化物颗粒细小，分布均匀，具有较高的淬透性和淬硬性，耐磨性相当，淬火变形小，尺寸稳定性好。
    (2)热加工工艺
    l)锻造。C讲WZMoV钢的锻造温度范围较窄，在850一1050℃之间，但变形抗力比crlZ型钢小，可按crlZ型钢的方法锻造，锻后应缓冷。
    2)退火。采用球化退火，加热温度为860℃或920℃，保温3h，炉冷至760℃，等温4一6h，球化效果较好，退火硬度小于24 1 HBW。
    3)淬火与回火。C衅WZMoV钢淬火变形小，淬火质量稳定，淬火可采用空冷、油冷或分级淬火。回火温度范围宽，回火稳定性较高，具有二次硬化能力。
    根据模具工作条件，淬火和回火工艺分别采用如下两种。
    ①要求耐磨性和热硬性高的模具，可采用ro20一1040℃淬火、520一540℃三次回火的工艺，热处理硬度为58一62HRC。
    ②要求韧性好、变形小的模具，可采用960一980℃加热，分级冷却，270一290℃回火二次，回火硬度为60一62HRC。
    (3)应用范围C衅wZMov钢主要用来替代CrlZ型钢制造各种冲模、冷徽模、落料模、冷挤凹模及搓丝板，并能提高模具寿命。
    3.其他高耐磨微变形冷作模具钢
    广泛使用的高耐磨微变形冷作模具钢还有Cr6Wv、C巧Molv等。
    Cr6WV钢是中合金冷作模具钢，主要性能特点是，淬透性良好，淬火变形小，www.vtoall.com具有较好的耐磨性和一定的韧性，碳化物比CrlZ型钢分布均匀。主要用来制造要求高强度、较好耐磨性和能承受一定冲击载荷的模具，如钻套、冷冲模及冲头、切边模、压印模，以及螺纹加工模具等。
    Cr5Molv属于中合金空冷模具钢，具有良好的空冷硬化性能，拟oomm以下工件可空气淬硬，这对于要求淬火和回火之后必须保持形状的复杂模具是极为有利的。这种钢的变形大约只有锰系油淬工具钢的1/4，耐磨性介于锰系油淬工具钢和crlZ型钢之间，但其韧性比其他两种钢都好。该钢特别适于制造既要求具备高的耐磨性，又要求具有好的韧性的冷模
具零件，如下料模、成形模、冲头、拉深模、滚丝模、剪刀片等。