DC53

 

用    途

 

冲裁模具、冷作成型模具

 

技术规范

 

日本工业标准（JIS）G4404

 

实用特性

 

在线切割加工上之优点

 

 

 

1简介

 

DC53是日本大同特殊钢对SKD11进行改良的新型冷作模具钢，其技术规范载于日本工业标准（JIS）G4404。它克服了SKD11高温回火硬度和韧性不足的弱点，将在通用及精密模具领域全面取代SKD11的高强韧性通用冷作模具钢。

 

在热处理适当的情况下强度、韧性都很优秀，高温回火硬度可达到62~63HRC。

 

DC53的韧性在冷作模具钢中较为突出，用DC53制造的工具很少出现裂纹和开裂，大大提高了使用寿命。

 

线切割加工后的残余应力，经高温回火减少了残余应力。因此，大型模具和要求精密之模具在线切割加工后的裂纹和变形得到抑制。

 

实用特性:

 

在线切割加工上之优点

 

2用途

 

1.冲裁模具、冷作成型模具、冷拉模具

 

2.成型轧辊、冲头

 

●精密冲压模。

 

●线切割加工的精密冲裁模及各种用途冲压模。

 

●难加工材料的塑性变形用工具。

 

●冷锻、深拉和搓丝用模。

 

其他

 

●高速冲裁冲头、不锈钢板冲头。

 

●出厂状态:HB255

 

3化学成分

 

 

 

碳C：1.00  硅Si：0.91  锰Mn：0.32  铬Cr：8.00  钼Mo：2.00  钒V：0.28  磷p：0.007

 

 

 

 

 

4基本性能

 

DC53常规热处理条件下，残余奥氏体几乎全部分解，一般可省略深冷处理，在较强硬度下仍可保持较高的韧性。

 

实验设计

 

 

 

一、DC53经1040℃淬火和520～530℃高温回火后，硬度HRC可达62～63，是目前常用的冷作模具钢中最高的，且切削性、磨削性较好，电加工变质层残余应力小，残余奥氏体极少，碳化物细小并分布均匀。

 

因模具受力情况较复杂，有些模具工作零件需具备一些特殊的力学性能，若按标准的热处理工艺往往无法达到理想的工作性能要求，需通过热处理对硬度、韧性和耐磨性等基本特性作适当调整，以达到模具最佳工作状态．淬火温度和回火温度则是热处理的主要工艺参数，本文着重研究DC53的回火特性。

 

 

 

二、实验中，对DC53热处理规范略作一些变化，适当调整了淬火温度，回火温度取6档，即100℃，200℃，300℃，400℃，500℃，600℃。100℃回火选用101-2型干燥箱进行加热，其余采用SX-25-12型箱式电阻炉加热，每个回火温度取两个试样。

 

硬度测试选用金属洛氏硬度试验，在常温下进行，采用HBRVU-187.5型布洛维光学硬度计。

 

冲击试验采用10mm×10mm×55mm无缺口试样，在JB30B冲击试验机上进行，冲击能量为0.3 KN.m或0.15 KN.m。

 

结果分析

 

⒈硬度值

 

对每个试样各取3个不同位置点测硬度，得出各回火温度下的硬度值，综合各试样的硬度值，DC53在100～500℃回火时，硬度值变化并不大；在400℃中温回火时硬度略高，标准热处理回火后的硬度峰值一般在520℃左右；在600℃高温回火后，硬度大幅下降，平均HRC硬度值仅为52．4，故回火温度不宜太高。

 

⒉冲击韧性

 

回火后，磨去试样表面的氧化脱碳层，测出不同回火温度下各试样的冲击值，综合各试样的冲击值，DC53在200℃回火时，平均冲击值达到60 J/cm2以上．在500℃回火时，冲击韧性较差，表现出一定的高温回火性．600℃以上回火冲击韧性很好，但硬度大为下降，达不到使用要求．

 

实验结果表明，DC53总体回火稳定性较好，在一定回火温度范围内，硬度和冲击值变化不大；在400～500℃回火时韧性大幅度下降，出现回火脆性现象；在600℃回火时，试样的韧性很高，冲击值达到85 J/cm2，但硬度大幅下降．在生产中，对于一些硬度、耐磨性要求不太高而韧性要求较高的冷作模具可采用高温回火；对硬度要求较高，同时又要具有较高韧性的冷作模具，宜采用200℃左右的低温回火．其他回火温度下的硬度和冲击值可采用合适的计算方法(如插值法、函数逼近等)预测，再用实验验证．淬火态试样中碳化物呈断续细带状分布，200℃回火后碳化物呈均匀分布，且组织内几乎不存在大块状碳化物，故韧性较好．从断口形貌看，200℃回火组织断口的解理台阶远少于淬火态试样，5000倍金相中的断口有一些小而浅的韧窝，显示其有一定的韧性．回火后，残余奥氏体转变较充分，碳化物细小并分布均匀，使韧性增加．

 

结论

 

⒈适当调整淬火温度后，DC53在200℃回火时硬度和冲击韧性都较高；在400～500℃回火时硬度较高，韧性大幅度下降；在600℃回火时冲击韧性很高，硬度显著下降．

 

⒉形状复杂的精密冲模、修整模、冷轧辊轮等工模具宜采用低温回火工艺，以使模具工作零件获得高硬度、高韧性、耐磨性好、强度高，可有效延长模具寿命，防止过度磨损、变形、开裂等早期失效现象．

 

⒊受冲击载荷较大的复杂模具可采用低淬高回工艺，以得到较高的冲击韧性，防止模具产生脆性断裂现象

 

5力学性能

 

硬度：退火,255～210HB,淬火,≥62HRC

 

6主要特性

 

(1)被切削性，被研磨性良好。被切削性，被研磨性皆比SKD11优秀，所以加工工具寿命较长，加工工时数较省。

 

(2)在热处理上之优点淬火硬化能比SKD11高，所以可改善真空热处理时硬度不足之缺陷。

 

(3)在线切割加工上之优点藉高温回火可减轻残留应力及消除残留沃斯田铁，能防止线切割加工产生龟裂、变形之困扰。

 

(4)在表面硬化处理上之优点表面硬化处理后表面硬度比SKD11高，因此可提高模具性能。

 

(5)在修补焊接作业上之优点由于预热及后热温度均比SKD11低，所以修补焊接作业较简便。特点：通用冷作模具钢,高硬度,高韧性DC53模具钢

 

7主要用途

 

高温回火后可达HRC63，有利于线切割加工的精密冲裁模及各种用途冲压模。

 

难加工材料的塑性变形用工具。

 

冷锻、深拉和搓丝用模。

 

高速冲裁冲头、不锈钢板冲头。