详细介绍: Cr12MoV模具钢
(1) Cr12MoV模具钢材料的特性
Cr12MoV钢是高碳高铬莱氏体钢。其碳含量比Cr12钢低很多,且加人了钥、钒元素,使钢的热加工性能、冲击韧度和碳化物分布都得到了明显改善。该钢具有较高的耐磨性、淬透性、淬硬性、强韧性、热稳定性、抗压强度,以及微变形、综合性能优良和广泛的适应性、受热软化温度为520℃。截面尺寸在400mm以下可以完全淬透,该钢的耐磨性比一般低合金工具钢高3 -4倍,淬火体积变形小。淬硬深度:油淬200-300mm。
在结晶过程中形成大量的共晶网状碳化物(其中碳化物质量分数为20%左右,共晶温度约为1150℃),这些碳化物都很硬、很脆。虽经开坯轧制,碳化物有一定程度的破碎,但碳化物沿轧制方向呈带状、网状、块状、堆集状分布,偏析程度随钢材直径增大而严重。
经高温奥氏体化退火后,可使大、中截面钢材的碳化物不均匀度由8-9级减小为6-7级,起到细化晶粒的作用等,用于冷墩模可提高使用寿命100%以上。二次硬化硬度为60HRC。淬火态的未溶碳化物体积分数为10%-20%,残留奥氏体的体积分数为10%-40%,共晶碳化物不均匀度为5-5.5级,易促成淬火异常变化及脆化。
在≤450℃回火时,随回火温度的升高,钢的硬度值下降,长度收缩,原因是马氏体中析出碳化物之故;在480-550℃回火时,残留奥氏体分解,转变成马氏体,发生二次硬化现象,硬化峰的高度与钢的淬火温度有关。
淬火温度影响该钢的Ms , Mf点。如淬火温度为900℃时,Ms为400℃ , Mf为280℃;淬火温度为950℃时,Ms为300℃,Mf为50℃;淬火温度为1000℃时,Ms为200℃,Mf为-60℃;淬火温度为1040℃时,Ms为150℃,Mf为-80℃;淬火温度为1100℃时,Ms为50℃,Mf为-140℃。
经双级淬火后导致组织中存在高度弥散的均匀分布于基体上的特殊碳化物,而达到很高的综合力学性能和使用性能。为保证其热处理质量和降低热处理成本,应根据模具形状的复杂程度分别选择热处理工艺方法进行处理。
该钢经1100℃预淬火的球化退火处理后再经980℃淬火、240℃回火后,具有较好的强韧性配合,在保持硬度不变的情况下,其冲击功提高了80%。回火脆性温度范围在325-375℃之间。
该钢经普通淬火后,组织由马氏体、残留奥氏体和碳化物MC所组成。回火到工作硬度60-62HRC,将导致残留奥氏体的部分分解和碳化物相含量的增加。细小的碳化钦可提高模具钢的强度和耐磨性。
(2) Cr12MoV模具钢供货状态
供货品种有热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板和冷拉钢丝。
退火态,硬度255-207HBW,压痕直径3.8-4.2mm。
(3) Cr12MoV模具钢化学成分
根据标准GB 1299-2000,该钢的化学成分(质量分数):C1.45%-1.70%、Si0.40%、Mn≤0.40、P≤0.030%、S≤0.030%、Cr11.00%-12.50%、Mo0.40%-0.60%、V0.15%-0.30%。
(4) Cr12MoV模具钢参考对应牌号
中国GB标准牌号Cr12MoV、中国台湾CNS标准牌号SKD11、德国DIN标准材料编号1. 2601,德国DIN标准牌号X165CrMoV12、日本JIS标准牌号SKD11、韩国KS标准牌号STD11、意大利UNI标准牌号X165CrMoW12KU、瑞典SS标准牌号2310、西班牙UNE标准牌号X160CrMoV12、美国AIS1/SAF标准牌号D3、俄罗斯ROCT标准牌号X12M。
(5) Cr12MoV模具钢临界点温度(近似值)
Ac,= 810℃ , Ar, = 760℃,加热温度1000℃/1040℃/1100℃ , Ms = 200℃/150℃/50℃、Mf=-60℃/-80℃/-140℃。
(6) Cr12MoV模具钢冷压毛坯上限加热、分段等温,附加等温回火软化规范
(880士10℃)x3-4h, (770士10)℃ x6-8h,降温到(750士10)℃ x2-3h保温,再炉冷缓冷至≤650℃,出炉空冷。
处理前硬度毛255HBW,处理后硬度≥217HBW。
(7) Cr12MoV模具钢冷挤压模毛坯软化规范
使用生铁屑保护加热,温度760-780℃,时间10h,炉冷,硬度196HBW,可顺利实现冷挤压成形。
(8) Cr12MoV模具钢普通等温球化退火规范
850-870℃ x 3-4h,随炉冷却到740-760℃ x 4-5h等温,出炉空冷。硬度≤241 HBW,共晶碳化物等级,3级。
最佳等温温度740-760℃,时间≥4-5h。
(9) Cr12MoV模具钢球化退火规范
(860土10)℃ x2-4h,以30℃/h冷速炉冷,(740士10)℃ x4-6h,随炉缓慢冷却到500-600℃,出炉空冷。硬度207-255HBW。
(10) Cr12MoV模具钢冷压毛坯上限加热、分段等温,附加等温回火软化规范
(880士10)℃x3-4h, (770士10)℃ x6-8h,降温到(750±10)℃x2-3h保温,再缓冷至650℃以下,出炉空冷。处理后硬度由鉴255 HBW降为蕊217 HBW,与9Mn2V钢相同。
(11) Cr12MoV模具钢返修及翻新模具退火规范
退火温度720-750℃,加热时间2-4h,空冷。
(12) Cr12MoV模具钢普通淬火、回火规范
淬火温度1000-1050℃,油淬或气淬,硬度歹60HRC;回火温度160-180,回火时间2h,或回火温度325-375℃,回火2-3次。
(13) Cr12MoV模具钢低温淬火、回火规范
淬火温度950-1000℃,油淬或气淬,回火温度200℃,回火时间2h,回火2-3次,可得到高硬度、高韧性,但抗压强度不高。
(14) Cr12MoV模具钢中温淬火、回火规范
淬火温度(1030±10)℃,油淬或气淬,400℃中温回火,回火2-3次,可得到最好的高韧性,用于冷墩模,可增高断裂抗力,延长模具使用寿命。
(15) Cr12MoV模具钢高温淬火、回火规范
淬火温度-(1100土10)℃,油淬或气淬,高温回火500-520℃,回火2-3次,可获得高硬度和高的抗压强度,但钢的韧性太差。
(16) Cr12MoV模具钢真空悴火规范
预热温度一次500-550℃,二次800-820℃,真空度0.1Pa,悴火温度980-1050℃,真空度1-10Pa,冷却介质:油或N2气,回火温度180-240℃,硬度60-64HBC。
真空淬火规范:预热温度一次500-550℃,二次800-820℃,真空度0.1Pa,淬火温度1080-1120℃,真空度1-10Pa,冷却介质:油或N2气,回火温度500-540℃,硬度58-60HBC。
(17) Cr12MoV模具钢典型应用举例
1)该钢可用于制作材料厚度>3mm的冲裁模具复杂形状的凸模、凹模、镶块。制作凸模时建议硬度58-62HRC,制作凹模时建议硬度60-64 HRC。
2)用于制作冲裁模具中要求高耐磨的凸模、凹模。制作凸模时建议硬度为60-62 HRC,制作凹模时建议硬度为62-64HRC。
3)用于制作拉深模中要求高耐磨的凹模,建议硬度为62-64HRC。
4)用于制作弯曲模中要求高耐磨、形状复杂的凸模、凹模及镶块。制作凸模时建议硬度60-64HRC,制作凹模时建议硬度60-64HRC。
5)用于制作铝件冷挤压模的凸模、凹模。制作凸模时建议硬度60-62 HRC,制作凹模时建议硬度62-64HRC。
6)用于制作铜件冷挤压模的凸模、凹模,建议使用硬度为62-64HRC。
7)用于钢件冷挤压模的凸模、凹模,建议使用硬度为62-64HRC。
8)用于成形碳的质盆分数为0.65%-0.80%的弹簧钢板,硬度为37-42HRC,使用寿命可达15万次。
9)用于成形碳的质量分数为0. 65%-0. 80%的弹簧钢板,硬度为37-42 HRC ,再附加渗氮处理,使用寿命可达40万次。
10)该钢用于搓丝模,如采用简单锻造成形,碳化物不均匀度为5-6级,搓丝模使用寿命很短,容易出现掉齿。但当改用多向反复锻造工艺,使碳化物不均匀度降为不高于2级时,搓丝板的使用寿命就会由以前的数千件提高到2万件,甚至高达50万件。该钢可用于加工20Mn钢零件的搓丝模。
11)该钢用于硅钢片复杂冲裁模,在普通的C型冲床上作业,平均刃磨使用寿命仅1万一4万次,而在新式冲床上作业,平均刃磨使用寿命可达8万一15万次。
12)可用于冲裁模具,生产批量<100万件,被冲材料厚度<1mm的普通级低碳板、软态低碳钢板。
13)用于冷挤压凹模,被挤压材料为镍的质量分数为80%的特殊合金。在退火态硬度为130HBW时,模具使用寿命仅10余件,且发生了模具表面的咬合拉毛。
14)被广泛地用来制作截面大、形状复杂、经受冲击力大、要求耐磨性高的冷作模具,如硅钢片冲模、冷切剪刀、切边模、滚边模、量规、拉丝模、搓丝板、螺纹滚模、形状复杂的冲孔凹模、钢板深拉深模等。
15)用于代替Cr2钢,制作轧制焊接钢管的轧辊,其使用寿命增高七倍之多,而此时钢材价格仅提高了一倍,而且轧辊零件便于进行淬火处理。
16)采用该钢制作的纯铝毛坯反挤压冲头,在承受压应力为1000MPa的情况下,冲头使用寿命可保证在5万件,主要失效形式是磨损和表面拉毛。
17)该钢经高温奥氏体化退火后,再进行等温退火工艺,可使大、中截面钢材的碳化物不均匀度由8一9级变为6一7级,显著改善小型毛坯中碳化物的分布,特别是促进小颗粒碳化物的球化和大块碳化物棱角的圆整化,并细化了晶粒,用于冷徽模可提高使用寿命一倍以上。
18)该钢是成批或大批量生产用冷冲模的基本钢材,以及中等载荷的冷挤模、冷墩模的主要材料。
19)该钢适合制作下料模、陶土模及热固性塑料成型模等。
20)该钢制切边模具的刃口常因碳化物分布不均而在使用中发生崩刃现象,因此必须进行改墩改锻,使碳化物偏析在2一3级以下,且锻后还需及时进行退火。
其相应的球化退火工艺:退火温度850-860℃,保温2-4h,炉冷到720-760℃,保温3-5h,炉冷到500℃,出炉空冷。
21)该钢广泛用于制作精度高的精冲模等。
22)冲压仪表零件和塑料类零件的冷模具用量大、形状复杂、精度高(配合间隙< 0. 01-0.02mm),采用普通淬火后,表面氧化脱碳或尺寸超差,采用分级淬火后变形量为+0. 06mm,而采用真空淬火后,变形量为士0.01mm。
23 ) Cr12MoV钢下料模,经950℃ x 1. 5h+180℃ x 3h热处理,硬度64 HRC、变形量均满足要求。
24) Cr12MoV钢壳体成形模,经950℃ x 1. 5h热油冷却+200℃ x 4h回火,硬度58-60HRC,平均冲压3万-4万件。
25) Cr12MoV钢自行车轴碗冲模,盐炉加热,500-600℃预热,升至980-990℃(保温时间按30s/mm计算),240-260℃x3h硝盐等温,空冷至室温,然后经210-220℃x2hx2次热处理,硬度60-61HRC,冲模使用寿命提高4-5倍。
26) Cr12MoV钢制落料凹模冲压厚度为3~的18-8型不锈钢,采用优化后的等温淬火工艺。在硬度和强度并不降低的情况下与原工艺相比,韧性提高了一倍以上,凹模使用寿命高达7000次以上。
27) Cr12MoV钢下料凹模改用1000℃加热,经260-280℃ x 2h硝盐等温后空冷,随后经200-220℃x 1 h低温回火,使用寿命提高一倍以上。
28) Cr12MoV钢复式硅钢片冲模采用应力、应变一高温扩散固溶处理,模具使用寿命由原来的平均8万次最高20万次,提高到现在的40万次以上。
29)采用预淬等温工艺的齿状冷作模具,由于下贝氏体仍保持与低温回火相同的硬度和耐磨性,其韧性的提高与高硬度使模具使用寿命成倍提高。
30) Cr12MoV钢冷墩机用上冲模采用450-500℃预热,850-870℃加热,570-590℃x 20min保温,硬度达40-43 HRC,模具平均使用寿命50223件,提高了7一8倍。
31)采用循环加热相变热处理生产铁氧体零件的Cr12MoV钢模具,使用寿命由常规热处理工艺处理后的3万一4万件提高到12万件。
犯)采用滚丝模等温淬火工艺,热处理变形小,使用寿命较分级淬火提高4-5倍。
33)滚丝轮经真空热处理后,变形极小,且组织和硬度均匀,平均使用寿命比箱式炉处理的滚丝轮的平均使用寿命提高2. 5倍,高达23640件。
34)易拉罐冲嘴模经复合渗热处理,使用寿命在100万次以上。
35)拉深凹模经淬火+回火+离子渗氮处理后,使用寿命由淬、回火态的2000件大幅度提高到5万件。
36)经镀铁渗硼处理的硅钢片凹模,使用寿命高于Cr12MoV钢氮碳共渗处理的模具。
37)经等离子喷涂强化,用于1. 5mm厚钢板拉深成形模(Cr12MoV钢制作),零件表面拉毛现象基本消失,使用寿命提高到10倍以上。
38)该钢适于制作要求高耐磨性的大型、复杂和精密的塑料模。
39)该钢淬火+中温回火后硬度〕55 HRC,但热处理变形小、抛光性好,用于各种模板、推板、固定板、模座等。
40 )在要求高耐府性时,用于整体淬硬型塑料模具钢,热固性塑料模具。
41)用于热固性塑料成型模,要求高耐磨、高强度的模具。
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