9Mn2V合金工具鋼
概述:
由于9Mn2V模具鋼中含有一定量的釩,細化了晶粒,減小了過熱敏感性。
9Mn2V模具鋼可在硝鹽、熱油等冷卻能力較為緩和的淬火介質(zhì)中淬火。
標
準:GB/T 1299-1985
9Mn2V冷作模具鋼,9Mn2V鋼是一種綜合力學(xué)性能比碳素工具鋼好的低合金工具鋼,是合金工具鋼中惟一不含Ni、Cr元素的經(jīng)濟型鋼種,在我國已有較長應(yīng)用歷史,積累了豐富的使用經(jīng)驗,它具有較高的硬度和耐磨性。淬火時變形較小,淬透性很好。由于鋼中含有一定量的釩,細化了晶粒,減小了鋼的過熱敏感性。同時碳化物較細小和分布均勻。
冷作模具鋼,是具有比碳素工具鋼有較好的綜合機械性能的低合金工具。具有較高的硬度和耐磨性,淬透性也較好,淬火時變形小。適于制作小型冷作模具,特別適用制作各種要求變形小、耐磨性高的精密量具(如樣板、塊規(guī)、量規(guī)等) 以及精密絲桿、磨床主軸等。
9Mn2V鋼適于制造各種精密量具、樣板,也用于一般要求的尺寸比較小的沖模及冷壓模、雕刻模、落料模等,還可以做機床的絲桿等結(jié)構(gòu)件。冷作模具鋼,鋼的淬透性、淬火回火的硬度、耐磨性、強度均比Cr12高。用于制造截面較大、形狀復(fù)雜、工作條件繁重下的各種冷沖模具和工具,如沖孔凹模、切邊模、滾邊模、鋼板 深拉伸模、圓鋸、標準工具和量規(guī)、螺紋滾模等。
碳 C:0.85~0.95
硅 Si:≤0.40
錳 Mn:1.70~2.00
硫 S:≤0.030
磷 P:≤0.030
硬度 :退火,≤229HB,壓痕直徑≥4.0mm;淬火,≥62HRC
熱處理規(guī)范及金相組織:
熱處理規(guī)范:淬火,780~810℃油冷。
交貨狀態(tài):鋼材以退火狀態(tài)交貨。
9mn2v鋼經(jīng)深冷處理, 深冷處理可使淬火馬氏體析出高度彌散的超微細碳化物, 隨后進行200℃低溫回火后, 這些超微細碳化物可轉(zhuǎn)變?yōu)?/span> 碳化物。未經(jīng)深冷處理的馬氏體, 在低溫周火后, 僅在某些局部區(qū)域析出有少量的 碳化物。 9mn2v采用低溫化學(xué)熱處理方法, 在保持 9mn2v鋼高硬度和高耐磨性的基礎(chǔ)上,離子滲氮、氣體氮碳共滲、鹽浴硫氰共滲種常用的低溫化學(xué)熱處理滲層的粘著抗力。3種低溫化學(xué)熱處理滲層均有顯若的抗沖擊粘著作用, 其中尤以鹽浴硫氰共滲佳?!?/span>9mn2v鋼制不銹鋼器皿拉伸模經(jīng)氣體氮碳共滲處理后, 使用壽命達3萬件以上, 較常規(guī)淬火、回火處理的同類模具壽命提高10倍以上。
為提高模具壽命達到80萬模次以上,可對預(yù)硬鋼實施淬火加低溫回火的加硬方式來實現(xiàn)。淬火時先在500-600℃預(yù)熱2-4小時,然后在850-880℃保溫一定時間(至少2小時),放入油中冷卻至50-100℃出油空冷,淬火后硬度可達50-52HRC,為防止開裂應(yīng)立即進行200℃低溫回火處理,回火后,硬度可保持48HRC以上
90MnV2(ISO),O2(美國ASTM),T31502(美國UNS),90MnV8(歐共體EN),105WCr1(ISO),SKS31(日本JIS),STS31(韓國KS),107WCr5(歐共體EN),105WCr6(德國DIN)。
交貨狀態(tài):鋼材以退火狀態(tài)交貨。
應(yīng)用:
1) 該鋼?泛應(yīng)?于加?薄鋼板,是非鐵金屬的輕載、復(fù)雜形狀冷沖模的基本材料,尤其是鐘表、儀器、玩具、?品?業(yè)等領(lǐng)域.對沖制奧?體鋼板、硅鋼?、?強度鋼板效果不理想。
2) 該鋼可?于制作料厚度<1mm的沖裁模具復(fù)雜形狀的凸模、凹模、鑲塊,以及?股拉深模的凸凹模.制作凸模時建議硬度58 ~62HRC,制作凹模時建議硬度60 ~64HRC。
3) ?于彎曲模中要求?耐磨、形狀復(fù)雜的凸模、凹模、鑲塊,制作凸模時建議硬度58 ~ 62HRC,制作凹摸時建議硬度60 - 64HRC。
4) ?于鋁件冷擠壓模的凸模、凹摸,制作凸模時建議硬度60-62HRC,制作凹模時建議硬度62 ~64HRC。
5) ?于銅件冷擠壓摸凹模和鋼件冷擠壓凸模、凹模,建議硬度62~64HRC。
6) 經(jīng)鍛造成形后,可?于制作在1mm以上的壓?機上使?的?型膠?模套,通常將鋼的硬度提?到50 - 55HRC.但應(yīng)減少或避免明顯的帶狀碳化物組織或者液析等組織缺陷。[3]
特性及適用范圍:
冷作模具鋼,性能、用途和 SK3接近。
· 這種鋼的淬透性、淬硬性、強韌性、耐磨性、熱處理變形的可控性均優(yōu)于T10A鋼,主要用于制造形狀復(fù)雜、精度較高、載荷不很大的冷擠壓凹模。
· CrWMn鋼冷擠壓模的預(yù)處理工藝是球化退火,加熱溫度為780~800℃,爐冷至690~700℃保溫5~6h,再爐冷至500℃空冷。淬火加熱溫度為810~830℃,回火溫度為200~220℃。這時的抗彎強度高,硬度在60HRC以上。該鋼在300℃有類回火脆性,回火應(yīng)避開此溫度。若模具要求高強韌性而硬度要求不低于55HRC時,可采用下貝氏體等溫淬火。
常用冷作模具的制造工藝路線如下:
(1)一般成型冷作模具
鍛造→球化退火→機械加工成型→淬火與回火→鉗修裝配;
(2)成型磨削及電加工冷作模具
鍛造→球化退火→機械粗加工→淬火與回火→精加工成型(凸模成型磨削,凹模電加工)→鉗修裝配;
(3)復(fù)雜冷作模具
鍛造→球化退火→機械粗加工→高溫回火或調(diào)質(zhì)→機械加工成型→鉗修裝配。
1、性能特點及應(yīng)用
淬透性和淬硬性都比較高,耐磨性也比較好,熱處理變形較小。但形成網(wǎng)狀碳化物的傾向大。
主要用于制造形狀較復(fù)雜、要求變形較小的中小型模具,如制作輕載沖裁模(小于2mm板厚),輕載拉深模及彎曲翻邊模。
2、鍛造工藝:
CrWMn鋼的相變點:Ac1 730℃, Accm 940℃, Ar1 710℃, Ms 155℃
所以采用的始鍛溫度為1100~1150℃,終端溫度800~850℃。
鍛后空冷至650℃再緩冷。
鍛造:
油淬冷作模具鋼有一些裂紋敏感性,鍛造加熱時不宜迅速加熱,好在650-750度進行一次預(yù)熱,鍛造加熱溫度為1130-1150度,終鍛溫度應(yīng)大于800-850度,鋼錠鍛造時取上限溫度,坯料鍛造時取下限溫度。
退火工藝:
退火:一般退火采用780-800度,保溫4-6小時,以≤50度/小時,冷卻到550度出爐空冷,等溫退火采用700-800度保溫2-4銷售,然后再670-720度保溫,保持2-4小時,以≤50度/小時冷速冷卻到500度出爐空冷,退火硬度為241-197HB
熱處理工藝:
對CrWMn鋼的復(fù)合熱處理分為兩個步驟,一是預(yù)處理,二是淬火+低溫回火.
(a) 常規(guī)退火(b) 等溫球化退火
(c) 循環(huán)球化退火(d) 高溫固溶+循環(huán)球化退火CrWMn鋼經(jīng)不同工藝預(yù)處理后,選擇組織形態(tài)、分布較好的試樣,在不同溫度條件下進行淬火+低溫回火的終熱處理,觀察其組織形態(tài)與分布,測定硬度變化。
CrWMn鋼淬火+回火工藝3 試驗結(jié)果及分析 CrWMn鋼經(jīng)不同預(yù)處理工藝處理后的顯微組織照片,CrWMn鋼經(jīng)常規(guī)退火后的硬度為180~190HB,熱處理工藝處理后為180~200HB。
預(yù)處理后組織:
(a) 常規(guī)退火(b)等溫球化退火(c) 循環(huán)球化退火(d) 固溶+循環(huán)球化退火由圖3可看出,經(jīng)常規(guī)退火處理后的CrWMn鋼組織中碳化物呈片狀分布;經(jīng)810℃等溫球化退火處理后,碳化物呈不規(guī)則的顆粒狀分布在鐵素體基體上,分布不均勻;經(jīng)790℃/680℃3次循環(huán)球化退火處理后,顆粒狀碳化物尺寸變小,分布較為均勻;經(jīng)1050℃固溶加790℃/680℃3次循環(huán)球化退火處理后,碳化物呈細小顆粒狀析出且彌散程度高。
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