瑞典一胜百ASP-23/瑞典一胜百模具钢ASP-23
ASSAB ASP-23
简介
l 高耐性(抗磨粒磨损)
l 高抗压强度
l 非常好的淬透性
l 韧性好
l 热处理的尺寸稳定性好
l 抗回火软化性好
化学成分
C
1.28
Cr
4.2
Mo
5.0
W
6.4
V
3.1
标准规范
AISIM3:2/W. – Nr.1.3344
出厂状态
软性退火至约260HB
辨识颜色
紫色
用途
ASP-23特别适合于薄的被加工材的下料及成形,或模具失效是因为混合磨粒磨损及粘着磨损,或只是磨粒磨损,而且表面产生塑性变形的危险性也高,例如:
l 中碳钢或高碳钢的下料
l 冲切已硬化钢板或冷轧钢带
l 含有玻璃纤维的塑料模
塑料成形机的零件如:螺杆,料筒,喷嘴,注射头,粉碎刀等等。
工具钢最重要的特性
模具的寿命
l 在不同的用途上使用正确的硬度
l 高耐磨性
l 高韧性,以避免因崩角或破裂,造成模具早期失效
具有高耐磨性的材料,常常带有韧性低的问题,因此很多例子显示,同时具备高耐磨性及韧性,对模具寿命是很重要的。
ASP-23是使用粉末冶金制造的工具钢,结合最优秀的耐磨性和韧性。
模具制造
l 机械加工性
l 热处理
l 研磨
l 热处理尺寸稳定性
l 表面处理
高合金工具钢的加工和热处理,通常都比低合金工具钢更困难,因此模具的制造费用也极高。而粉末冶金制造的ASP-23,其机械加工性,比一般传统方法制造的高合金工具钢还好,热处理的尺寸稳定性也比较好,而且容易预测。更由于其高硬度,高韧性及高温回火的特性,特别适合表面处理,如PVD镀钛。
性能
物理性能
硬化及回火状态下
温度
20 °C
400°C
600°C
密度
kg/m3
7980
7870
7805
弹性系数
MPa
230,000
205,000
184,000
热传导系数
W/m °C
24
28
27
比热
J/Kg °C
420
510
600
不同范围膨胀系数
温度范围
热膨胀系数
温度范围
热膨胀系数
20-100 °C
10.8 x10-6
20-300°C
11.7 x10-6
20-200 °C
11.1 x10-6
20-400°C
12.0 x10-6
20-220 °C
11.3 x10-6
100-200°C
11.4 x10-6
20-240 °C
11.3 x10-6
200-300°C
12.7 x10-6
20-260 °C
11.5 x10-6
300-400°C
13.3 x10-6
20-280 °C
11.6x10-6
400-500°C
13.6 x10-6
冲击强度
在室温度下,不同硬度冲击强度。
样品尺寸:7x10x55毫米
样品种类:无缺口试样
回火温度:560 °C回火三次,每次一小时
抗压强度
ASP-23的抗压屈服强度为:
l HRC63时约为3.1KN/mm2
l HRC67时约为3.6KN/mm2
热处理
软性退火
在保护气氛下,加热至850 C-900C,均温后,再以每小时10C炉冷至700°C然后在放空冷。
消除应力
模具经过粗加工后,应加热至600C-700C,均温后,保温两个小时,缓慢冷却到500°C,再放空冷。
淬火处理
预热温度:450C-500C及850°C-900°C
奥氏体化温度:根据下图所需硬度选择1050C-1180C
模具在淬火过程中,必须保护,以避免氧化及脱碳
最终硬度*HRC
奥氏体化温度
*在560°C经三次回火,每次保温一小时后的硬度。
下图为在真空炉,保护性气体炉,流动粒子炉中,均温后所建议的保温时间。
保温时间, 分钟
奥氏体化温度
注意:保温时间=模具在加热到奥氏体化温度热透后所再需要的保温时间
下图为在盐浴炉中,经450°C及850°C两阶段预热后,再淬火槽内,所需要的总保温时间。
保温时间, 分钟
有效壁厚,直径
TTT-图(恒温转变图 )
在1080C奥氏体化温度下,保温三十分钟。
CCT-图(连续冷却转变图)
在1080°C奥氏体化温度下,保温三十分钟.
淬火介质
l 在真空炉中,以高速及足够正压(2-5bar)的气体冷却
l 在盐浴炉或流动粒子炉中,550°C等温(分级)淬火
l 告诉惰性气体
注意1:模具淬火,必须连续冷却至大约50°C,然后立即回火
注意2:当模具需要最佳韧性时,请使用分级淬火或高压气体冷却
回火
用于冷作工模具用途,不论使用何种奥氏体化温度,均需以560°C回火,且回火三次,每次回火保温至少一小时,每次回火后必须冷却到室温,三次回火后的残余奥氏体量低于1%
尺寸改变
淬火后和回火后的尺寸改变
热处理:奥氏体化温度在1050°C-1130°C之间,然后在560°C回火三次,每次保温一小时。
试片大小:80x80x80毫米和100x100x25毫米
尺寸改变:长度,宽度及厚度增大+0.03%-0.13%
深冷处理
模具如需保持最稳定的尺寸,可依以下方法做深冷处理
淬火后必须立即冷至-70~80之间,保持1-3小时,然后在回火,深冷处理后,硬度将增加约1HRC。避免形状复杂模具采用,以免增加破裂危险。
抗高温回火软化性
硬度随在不同工作温度下的保持时间而改变
奥氏体化温度:1050°C-1130°C
回火温度:560°C回火三次,每次保温一小时
硬度HRC
时间 小时
红硬性
奥氏体化温度:1180°C
回火温度:560°C回火三次,每次保温小时
硬度HV10
保温时间10分钟
表面处理
许多冷作模具用途,必须使用表面处理,降低表面摩擦,增加模具耐磨性,最长使用的表面处理为氮化,炭化钛,氮化钛表层镀膜(PVD,CVD)
ASP-23特别适合炭化钛,氮化钛表层镀膜。因为ASP-23的炭化物分布非常均匀,使镀膜的结合更好,并减少模具硬化过程的尺寸改变。由于结合高强度及韧性,使ASP-23成为最理想的镀膜基材。
氮化处理
建议在特殊的盐浴炉中,做短时间的处理,以产生2-20微米的扩散层,可以降低工具表面的摩擦。
渗层深度
微米
ASP-23
570℃氮碳共渗(软氮化)氮化层深度
PVD
物理蒸馏(Physical Vapour Deposition)在200°C-500°C工作温度下,被覆高耐磨镀膜,ASP-23在560°C高温回火,因此在镀膜时没有尺寸改变的危险
CVD
化学蒸馏(Chemical Vapour Deposition)在1000°C左右的高温下,被覆高耐磨镀膜,镀膜完成后,模具必须在真空炉内做淬火及回火处理。
机械加工
车床加工
切削参数
钨钢车刀
高速网刀具
粗车
精车
车削速度, vc
米/分钟.
120-150
150-170
15
进给量, f
毫米/转
0.2-0.4
0.05-0.2
0.05-0.3
切削深度, ap
毫米
2-4
0.5-2
0.5-3
ISO标准
P10-P20*
P10*
—
*请使用镀覆炭化物的耐磨刀具,如Sandvik Cormant GC4015或SECO TP100。
铣床加工
表面洗削及侧肩面洗
切削参数
钨钢车刀
高速网刀具
粗车
精车
车削速度, vc
米/分钟.
100-130
130-160
12
进给量, f
毫米/齿
0.2-0.3
0.1-0.2
0.1
切削深度, ap
毫米
2-4
1-2
1-2
ISO标准
K15*
K15*
*请使用镀覆炭化物的耐磨刀具,如Sandvik Cormant GC3015或SEC T15M。
端洗
切削参数
钨钢车刀
高速网刀具
粗车
精车
车削速度, vc
米/分钟.
45-55
110-140
121)
进给量, f
毫米/齿
0.01-0.22)
0.06-0.22)
0.01-0.32)
ISO标准
K20
P253)
—
1) 镀覆氮化钛高速端洗刀Vc=25-30米/分钟。
2) 取决于切割半径深度和刀具直径。
3) 镀覆炭化物。
钻孔加工
高速麻花钻
钻孔速度, vc
钻头直径(毫米)
进给量(毫米/转)
8-14米/分钟*
-5
5-10
10-15
15-20
0.05-0.15
0.15-0.25
0.25-0.35
0.35-0.40
*高速钢镀氮化钛钻头Vc~25-30米/分钟。
钨钢钻头
钻头种类
钻孔速度(Vc)
米/分钟
进给量,
(毫米/转)
替换式钻头、
110-130
0.08-0.142)
全钨钢
40
0.10-0.152)
钎焊钨钢1)
35
0.10-0.202)
1) 有内冷却水道的钎焊钨钢刀头。
2) 取决于钻头直径
研磨
正确的研磨技巧,能避免研磨裂纹的产生,提高模具高寿命,只有经过削锐,磨粒粘结松软的砂轮,才可使用,圆周速度必须限制,并供应充足的冷却液。
研磨类型
退火状态
硬化状态
表面研磨
直式砂轮l
表面研磨
镶块式
外径研磨
内孔研磨
成形研磨
A46HV
A24GV
A60JV
A46JV
A100LV
B151R75B31)
3SG 46 HVS2)
A 46 GV
3SG 36 HVS2)
A 36 HV
B126 R75 B31)
3SG 60 KVS2)
A 60 IV
B126 R75 B31)
3SG 60 JVS2)
A 60 HV
B107 R100 V1)
5SG 80 KVS2)
A 120 JV
1) 如果可能使用CBN砂轮。
2) 砂轮数据来自Norton公司。
电火花(放电)加工
如果模具是在硬化状态下,做电火花(放电)加工,则必须在最后阶段以低电流高频率的细放电来完成。为了得到最佳寿命,建议电火花(放电)加工后,表面磨光,然后以535°C再回火一次。