低淬透性冷作模具鋼

低淬透性冷作模具鋼是套用較廣的冷作模具材料的一種。冷作模具鋼品種繁多,我國研製和使用過的按化學成分、工藝承載能力不同分為低淬透性冷作模具鋼，高耐磨、微變形變形冷作模具鋼等類型。常用的低淬透性冷作模具鋼有T7A、T8A、T10A、T12A及GCr15等。T7A、T8A、T10A、T12A屬於碳素工具鋼,其中T7A為亞共析鋼,T8A為共析鋼，T10A、T12A為過共析鋼。GCr15是專用的軸承鋼,但也常用來製造冷作模具。該鋼具有過共析成分,並加入少量鉻以提高其淬透性及耐回火性。此類鋼的特點是含合金元素少,回火抗力低，淬透性低,硬化層淺，因而其承載能力低,因此此類鋼主要用於各種中、小批量生產的冷沖模，以及需在薄殼硬化狀態使用的整體式冷鐓模、沖減工具等。

基本介紹

• 中文名：低淬透性冷作模具鋼
• 歸屬：冷作模具材料
• 作用：中、小批量冷沖模、冷鐓模

常用低淬透性冷作模具鋼的熱處理工藝

碳素工具鋼退火、正火工藝

經鍛造後的碳素工具鋼模具毛坯一般需等溫球化退火,以細化組織,降低硬度,便於切削加工,為淬火作準備。

若退火前鋼中存在較嚴重的網狀滲碳體,則應先正火處理,消除網狀滲碳體。若滲碳體網狀不太嚴重,則不一定先正火,只需球化退火時增加保溫時間即可。碳素工具鋼等溫球化退火工藝規範、正火工藝規範見右圖。

碳素工具鋼淬火、回火工藝

碳素工具鋼的淬透性低,對於容易淬透型模具可採用較低的淬火溫度(760~800℃),對於大、中型模具應高淬火溫度,或採用高溫快速加熱工藝。碳素工具鋼的淬火冷卻方式有水冷、油冷、分級淬火和雙介質淬火等幾種。碳素工具鋼淬火後存在較大內應力,韌性低,強度也不高,故採用低溫回火,以消除殘餘應力及改善力學性能。碳素工具鋼淬火、回火工藝規範見右圖。

GCr15鋼退火、正火工藝

鍛造後的GCr15鋼模具毛坯也需等溫球化退火或正火,以細化組織,降低硬度,為切削加工和淬火作準備。

GCr15鋼的鍛造性能較好,網狀碳化物析出傾向不大,鍛造後的組織為細片狀珠光體,這樣組織不需正火,直接進行球化退火即可。如鍛造工藝不當,鍛造後出現網狀或狀條碳化物,由於這兩類碳化物不能通過球化退火加以改變,所以必須在球化退火前通過正火處理消除。

GCr15鋼球化退火的加熱溫度為770~790℃,保溫時間2~4h,等溫溫度為690~720℃,退火後的組織為細小、均勻的珠光體,硬度為217~255HBS。

GCr15鋼的正火加熱溫度為900~920℃,冷速不小於40~50℃。冷卻方式因模坯大小而異,小型模坯空冷;較大型模坯鼓風或噴霧冷卻;大型模坯油冷至200℃後空冷,但應馬上球化退火或去應力退火。

GCr15鋼淬火、回火工藝

GCr15鋼淬火加熱溫度一般為830~860℃,多用油冷,淬火後硬度達63~65HRC。淬火加熱溫度的高低因模具有效截面尺寸和淬火介質的不同而稍有差別,尺寸較大或用硝鹽分級淬火的模具,宜選用較高的淬火加熱溫度(840~860℃),以獲得足夠深度的淬硬層及較高的硬度;尺寸較小或用油冷的模具,宜選用較低的淬火加熱溫度(830~850℃);相同規格的模具,在箱式爐中加熱應比鹽浴爐中加熱溫度略高。

GCr15鋼採用低溫回火,回火溫度超過200℃以後,則將進入第一回火脆性區,所以GCr15鋼的回火溫度一般為160~180℃,回火後硬度為62~64HRC。