012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的特性:
012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼中降低了碳C含量,提高了合金元素的含量,從而提高了熱疲勞性能;加入錳Mn和硅Si強(qiáng)化了基體,提高固溶強(qiáng)化效果,彌補(bǔ)了因降低含碳量而造成的強(qiáng)度不足;加入鋁Al細(xì)化了晶粒,提高了韌性。
作為冷作模具鋼,它和Cr12鋼相比較有較高的韌性;作為熱作模具鋼,它和3Cr2W8V鋼相比較有較高的高溫強(qiáng)度和較優(yōu)良的抗熱疲勞性能。
012Al鋼的耐磨性不及萊氏體鋼,最好進(jìn)行表面化學(xué)熱處理,特別是滲氮或氮碳共滲處理,可以有效地提高模具的耐磨性能。
012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%):
C 0.47%~0.57%、Si 0.80%~1.10%、Mn 0.80%~1.0%、Cr 3.80%~4.30%、Mo 2.80%~3.40%、V 0.80%~1.2%、Al 0.30%~0.70%、P≤0.030、S≤0.030。
012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的應(yīng)用:
012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼適合用于熱擠壓和熱鐓模具沖頭,已在軸承熱擠壓沖頭、傳動桿熱鐓模等方面得到成功應(yīng)用,效果良好,模具使用壽命比傳統(tǒng)熱作模具鋼3Cr2W8V鋼有較大幅度的提高;012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼作為冷作模具鋼時,比較適用于受強(qiáng)烈沖擊的模具,特別是標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)所用的沖模,可以充分發(fā)揮韌度高的特點(diǎn)。
012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的臨界點(diǎn):
Ac1≈837℃、Ac3≈902℃、Ms≈277℃。
012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的熱加工:
012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的合金元素含量較高,導(dǎo)熱性差,變形抗力大,熱加工較為困難,鋼錠開坯應(yīng)該實(shí)行小變形多次鍛造。鋼錠上錘后,開始要輕錘快鍛,待鑄造組織改善后再重錘鍛打,以避免鋼錠心部溫度上升過高而出現(xiàn)內(nèi)裂。012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼在900~1150℃范圍內(nèi)有較好的塑性,下表為012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的鍛壓工藝規(guī)范。
加熱溫度 始鍛溫度 終鍛溫度 冷卻
1120~1170℃ 1050~1120℃ 850~900℃ 緩冷(砂冷或坑冷)
012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的物理性能參數(shù):
線脹系數(shù)α1:12.21×10-6/℃(20~700℃),彈性模量E:210000~215000MPa(20℃)
012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的熱處理工藝:
預(yù)備熱處理(退火):
采用等溫球化退火工藝,加熱溫度為850~870℃,保溫4h;爐冷到710~720℃,保溫6h,爐冷到550℃以下出爐空冷,退火后硬度≤229HBS。球化質(zhì)量和二次碳化物網(wǎng)絡(luò)的檢查按GB/T 1299-2000《合金工具鋼技術(shù)條件》進(jìn)行,球化質(zhì)量2~4級較好,碳化物網(wǎng)要小于2級。
淬火及回火:
012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的淬火及回火工藝,要根據(jù)模具的服役條件選擇,淬火及回火工藝規(guī)范如下表所示:
012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的淬火及回火工藝規(guī)范表
模具種類 冷作模具 熱鍛模具 壓型和壓鑄模具
淬火條件 1090~1120℃油冷 1090~1120℃油冷 1120~1140℃油冷
回火條件 510℃×2次×2h 580~600℃×2次×2h 620~630℃×2次×2h
回火后硬度HRC 60~62 52~54 42~44
一般冷作模具和熱鍛模,可選擇1090~1120℃加熱奧氏體化,冷作模具選擇下限溫度加熱,熱作模具選擇上限溫度加熱。冷卻方式可選擇油冷淬火,也可選擇分級冷卻。冷作模具在510℃左右回火兩次,每次保溫2h,回火后硬度為HRC60~62。熱鍛模可在580~600℃回火兩次,每次保溫2h,回火后硬度為HRC52~54。壓型模和壓鑄模工況比較苛刻,可選擇較高溫度(1120~1140℃)加熱奧氏體化,油冷淬火或分級冷卻。620~630℃回火兩次,每次保溫2h,回火硬度為HRC42~44。
012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼在400~700℃之間有較大的奧氏體穩(wěn)定區(qū),適于分級淬火和等溫淬火。臨界冷卻速度也較小,有利于采取措施,防止工件畸變和開裂。