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冷作模具钢CMoV简介
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德国标准 D I N | 材料号 | 1.2344 | 对 照 标 准 | 美国 AISI | 瑞典 ASSAB | 日本 JIS | 中国 GB |
钢号 | 4Cr5MoV1Si | H13 | 8407 | SKD61 | H13 |
国内执行标准:GB1299─2000特性:
莱氏体高炭高铬钢,具有高的耐磨性、好的韧性、最佳的刃口保持性和回火稳定性,在特殊热处理后可进行氮化处理。
主要用途:
重负载切削工具(模具及冲头),下料和冲切工模具,木工工模具,剪切薄料的剪刀片,加工螺纹工模具,深拉及冷挤压工模具,冲压模、搓丝模、陶瓷及制药行业冲压工具,冷轧辊(工作辊)量具量仪,塑料行业要求耐磨性极好的小型模具。
化学成份:(平均值%)
C Si Mn Cr Mo V
1,55 0,25 0,35 11,80 0,50 0,25
锻 造:
始锻温度:1050℃终锻温度:850℃;电渣锭料坯500℃左右进炉预热,3小时后采用四段加热法:即缓慢升温,100℃为一级,保温10分钟,在相变的温度下保温至850℃、后快速升温至1050℃。具体加热时间视材料截面尺寸大小定;对模块先镦后拔,锻造比≥2.5。锻造中应注意组织走向和变形量、比例;电炉退火或保温材料中缓冷。
热处理:
软化退火:
800-850℃,以10-20℃/小时随炉慢冷至大约500℃,继续空冷。退火后硬度:最大250HB。
应力消除:
此钢在机加工中极易产生应力,热处理时会引起变形和开裂,这将严重影响下道工序,因此对切削量大和形状复杂的工件,在热处理前先在600-700℃进行去应力退火,随炉慢冷,意在消除因广泛加工或者复杂形状所引起的应力。中性气体中保持1-2小时。
机械加工:
| 高速钢刀具 | 硬质合金刀具 |
切削速度 (米/分) | 进给量 (毫米/转) | 切削速度 (米/分) | 进给量 (毫米/转) |
车削 镗削 螺纹切削 铰孔 | 12-20 7-10 2-3 4-6 | 0.08-0.12 0.02-0.12 0.05-0.35 | 35-90 | 0.3-1.0 |
铣削(带柄铣刀) 切削深度到8mm 切削深度到1mm | 6-10 10-15 | 毫米/分 18-25 30-40 | 25-50 40-75 | 毫米/分 40-60 70-130 |
铣削(片铣刀) 切削深度到8mm 切削深度到1mm | 8-12 12-18 | 20-30 40-55 | 40-80 70-110 | 40-60 150-180 |
硬质合金牌号:车削P10-P30高速钢牌号:镗削3343 厂 铣削P25-P40铣削3243 车削3207 |
淬火前多次预热:
由于导热不均匀和工件截面形状不同,若快速加热到淬火温度,则会明显发生热膨胀,应力将导致工件变形甚至开裂。因此模具在加热到淬火温度前必须经过多次预热400-650-900℃,并保温一定时间,升温时间按每mm1分钟计;
淬火:奥氏体转化
为使合金元素充分溶入奥氏体中去,淬火温度和时间必须充分,但不能太高、太长。这样容易使机械性能下降,变形加大;故1020-1040℃为佳,复杂形状/气,简单形状/吹风,油冷或盐浴(220-250℃或500-550℃)完全加热后,按工件mm/分钟,保持15-30分钟,可得硬度:约60-62HRC。
电炉软化退火(℃) | 冷却方式 | 硬度HB |
830-860 | 随炉 | ≤250 |
淬火(℃) | 冷却介质 | 硬 度HRC |
1050-1080 | 500-550(℃) | 61 |
回火(℃) | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 525 | 550 | 600 |
硬度(HRC) | 63 | 61 | 58 | 58 | 58 | 60 | 56 | 50 |
淬火后立即回火,不然在淬火过程中产生的热应力和组织应力,很容易造成模具变形、开裂;最好回火三次,缓慢加热至回火温度:工件厚度每1mm—分钟,至少2小时。然后空冷回火后平均硬度值请参见回火曲线。某些情况下,我们建议降低回火温度而增加保持时间。对于某些要求硬度保持良好的用途中,我们建议氮化处理。
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冰冷处理
热处理后,高合金钢内部组织一般仍有少量残余奥氏体,经过一段时间后部分奥氏体会转变成马氏体,引起模具的微量变形及产生部分组织应力,这对特殊模具是不允许的,所以可采用淬火后迅速进行冰冷处理(-80℃以下),减少残余奥氏体含量,然后在及格进行回火。
表面处理:
氮化:
通过这样处理可以使基础材料的最小硬度达到大约60HRC。如果要求最高的尺寸稳定性,回火温度至少应与随后的氮化温度一样。氮化处理后,建议在300℃消除应力。如果要进行盐浴氮化,我们建议提高淬火温度(1060℃--1080℃),然后回火两次。第一次520℃,第二次比第一次回火温度低30-50℃,然后氮化浴,即扩散渗氮,在570℃进行,保持时间:30分钟,以便达到0.03mm厚度的氮化效果。
物理性能:
密度-----------------------------20℃ ------------------- 7,70 kg/dm3
导热性--------------------------20℃ ------------------- 20,0 W/(m.k)
比热-----------------------------20℃ ------------------- 460 J/(Kg.k)
电阻率--------------------------20℃ -------------------0,65Ohm.mm2/m
弹性模量-----------------------20℃ -------------------210×10³N/mm2
热膨胀系数:
20℃ and…℃, 10-6 m/(mk)
100℃200℃300℃400℃500℃600℃
10,5 11,0 11,0 11,5 12,0 12,0
其它例镀铬、焊接、磨床加工、电火化加工等参照有关标准
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