冷镦模具的相关材料及其热处理

hufei432

冷镦模具的相关材料及其热处理

如题
请各位高手指点一二。

xuezhandao

冷镦模具常使用的有两种:一种使用Cr12MoV(SKD11)或者Cr12;一种是使用硬质合金.
Cr12MoV冷作模具钢属于高碳高铬钢，它的组织和性能，其中包括硬度、塑性、强度、回火稳定性、淬火回火的体积变形等与淬火有极大的关系。一般在加热温度８１０℃以上时，原始组织中索氏体和碳化物转变为奥氏体中和碳化物，随着温度的升高合金碳化物会继续向奥氏体中溶解，增加了奥氏体中Ｃ和Cr的浓度，因而得到较高的淬火硬度。淬火温度达到１０５０℃时，硬度会达到最高值。若淬火温度１１００℃时，残余奥氏体就会很高，可能会达到８０％以上，硬度会急剧下降。因此，根据使用要求的不同，需要选择不同的淬火温度。可以９８０-１０３０℃淬火、油冷，也可以１０５０-１０８０℃的淬火、油冷。
　回火――根据模具的硬度要求，选择不同的淬火温度范围，如上述的两种温度。一般采用高温回火和低温回火两种热处理方法。以获得不同的强度、韧性和硬度。 　　
９８０-１０３０℃淬火、油冷，采用一次硬化处理的回火，回火温度选择１８０-２００℃，一般硬度为５４-５８ＨＲＣ，这样可以得到较高的硬度和耐磨性，而且热处理变形较小。 　　
１０５０-１０８０℃的淬火、油冷，采用二次硬化处理的回火，回火温度选择４９０-５２０，一般硬度为６０-６２ＨＲＣ，一般采用多次的高温回火，一般为３-４次，每次２小时，模具经过二次硬化处理后，这样可以得到较高的红硬性和耐磨性。
表2-3-8 Cr12MoV钢推荐的回火规范
方案    淬火温度 /℃    回    火

gushiren

Cr12材料的特性：
  化学成分
C            Si        Mn          Cr          P          S
2.00~2.30    ≤0.40    ≤0.40    11.50~13.00  ≤0.030    ≤0.030  
物理性能：Cr12钢的临界温度
  临界点                Ac1        Acm        Ar1        Arcm          Ms
温度（近似值）/℃      810          835          755        770            180
热加工：Cr12钢的热加工工艺
项  目      加热温度/℃    开锻温度/℃      终锻温度/℃    冷却方式
钢  锭      1140~1160      1100~1120        900~920      缓  冷
钢  坯      1120~1140      1080~1100        880~920      缓  冷
预备热处理
Cr12钢锻后的一般退火工艺示于图2-1-1，锻后等温退火工艺示于图2-1-2。
    温度                  860±10℃
                     
                                                          冷速，≤30℃/h
                      均热      保温>4h                  
                                                              HB≤269
时间/h
图2-1-1（组织：粒状珠光体 + 碳化物）
温度              
                                      冷速，≤30℃/h
              均热  保温2-3h          720-740
                                          保温3-4h        冷速，≤50℃/h
                                                              ≤550℃ 出炉冷却
                                                                          时间
（组织：粒状珠光体+碳化物）    HB≤269
图2-1-2  锻压后等温退火工艺
淬火
        Cr12钢的等温转变曲线示于图2-1-3，淬火硬度与淬火温度的关系示于图2-1-4，硬度、奥氏体晶粒度粒度与淬火温度的关系示于图2-1-5，推荐的回火规范示于表2-1-4。
图2-1-3  等温转变曲线
    图2-1-4  淬火硬度与淬火温度的关系
      70
  硬  67.5
  度  65
  H  62.5
  R  60
  C  57.5
      55
      52.5
      50
      47.5
45  
850              900              950              1000              1050              1100
淬火温度（℃）
图2-1-5  硬度、奥氏体晶粒度粒度与淬火温度的关系
    2
晶  
    4                                                                          70  硬
粒                        硬度
    6                                                                            62  度
度
    8                                                                            54    H
级
  10                                                                            46    R
            晶粒度
12                                                                            38    C
                                                        30
    900  950  1000  1050  1100  1150  1200  1250  1300
                      表2-1-4  Cr12钢推荐的淬火规范
淬火温度/℃          冷却介质          硬    度
950~980              油              59~63
C  回火
Cr12钢的性能、残余奥氏体量、试样长度变化率与回火温度的关系示于图2-1-6~图2-1-10，推荐的回火规范示于表2-1-5。  
图2-1-6  Cr12钢硬度与回火温度的关系曲线
      68
硬 64                        1
  度  60                                            2
  H  56        3
  R  52
  C  48
    44
200      300      400      500      600      700
（淬火温度：1―955℃，2―1010℃，3―1090℃）
图2-1-7  Cr12钢经960~980℃加热淬油后并在不同温度回火并保持1.5h的力学性能 ：略。
图2-1-8    Cr12钢抗压强度与回火温度的关系 ：略
图2-1-9    Cr12钢残余奥氏体与回火温度的关系 ：略
Cr12钢残余奥氏体量与回火温度的关系
残余  100
奥氏    80                  1100℃
体量    60                  1050℃
%      40                    975℃
        20
          0
            淬火    150        250        350      450        550
回火温度℃
表2-1-5  Cr12钢推荐的回火规范
用途                  加热温度/℃    回火时间/h    回火次数      硬度（HRC）
消除应力和稳定组织    180~200            2          1                60~62
消除应力和降低硬度    320~350            2          1                57~58
注意：在回火中，应避开回火脆性温度范围。Cr12材料的回火脆性温度范围为：290-330℃