42CrMo鋼材從材料分類上來說屬於模具鋼中的塑膠模具用鋼，具有良好的機械性能及可加工性，套用相當廣泛，主要有板材和圓棒兩種類型的材料，其中板材用於模具的加工生產，圓棒用於機械直接加工零件，得到了行業的認可。
基本介紹
- 外文名：42CrMo
- 執行標準：國標GB
- 產地：中國
- 分類：塑膠模具鋼
- 等級：優等品
- 規格：板材、圓棒
概述,化學成份,力學性能,深冷處理,加硬處理,鹽浴滲釩處理,42CrMo回火,42CrMo淬火,對應牌號,淬火規範,物理性能,工藝規範,典型套用舉例,
概述
42CrMo鋼材屬於超高強度鋼，具有高強度和韌性，淬透性也較好，無明顯的回火脆性，調質處理後有較高的疲勞極限和抗多次衝擊能力，低溫衝擊韌性良好。42CrMo鋼材適宜製造要求一定強度和韌性的大、中型塑膠模具。
化學成份
碳 C ：0.38～0.45%
矽 Si：0.17～0.37%
錳 Mn：0.50～0.80%
硫 S ：允許殘餘含量≤0.035%
磷 P ：允許殘餘含量≤0.035%
鉻 Cr：0.90～1.20%
鎳 Ni：允許殘餘含量≤0.30%
銅 Cu：允許殘餘含量≤0.30%
鉬 Mo：0.15～0.25%[1]
力學性能
硬度 ：退火,255～207HB,壓痕直徑3.8～4.2mm;淬火,≥60HRC cr12mov板材淬透性、淬火回火後的硬度、強度、韌性比CR12高，直徑為300~400mm以下的工作可完全淬透，淬火變形小，但高溫塑性較差。cr12mov板材多用於製造截面較大、形狀複雜、工作負荷較重的合種模具和工具。
深冷處理
42CrMo鋼材經深冷處理， 深冷處理可使淬火馬氏體析出高度彌散的超微細碳化物， 隨後進行200℃低溫回火後， 這些超微細碳化物可轉變為 碳化物。未經深冷處理的馬氏體， 在低溫回火後， 僅在某些局部區域析出有少量的 碳化物。 cr12mov板材採用低溫化學熱處理方法, 在保持cr12mov板材高硬度和高耐磨性的基礎上,離子滲氮、氣體氮碳共滲、鹽浴硫氰共滲種常用的低溫化學熱處理滲層的粘著抗力。3種低溫化學熱處理滲層均有顯著的抗衝擊粘著作用, 其中尤以鹽浴硫氰共滲最佳。cr12mov板材制不鏽鋼器皿拉伸模經氣體氮碳共滲處理後, 使用壽命達3萬件以上, 較常規淬火、回火處理的同類模具壽命提高10倍以上。
加硬處理
為提高模具壽命達到80萬模次以上，可對預硬鋼實施淬火加低溫回火的加硬方式來實現。淬火時先在500-600℃預熱2-4小時，然後在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，淬火後硬度可達50-52HRC，為防止開裂應立即進行200℃低溫回火處理，回火後，硬度可保持48HRC以上。
鹽浴滲釩處理
42CrMo鋼材的中性鹽浴滲釩處理工藝，42CrMo鋼材經中性鹽浴滲釩處理可獲得碳化物滲層，一、碳釩化合物，該滲層組織均勻，具有良好的連續性和緻密性，厚度均勻,結構緻密，具有很高的顯微硬度和較高的耐磨性，表面硬度、耐磨性及抗粘著性等性能大幅度提高。二、VC在奧氏體中的溶解度比它在鐵索體中的溶解度高，隨著溫度的降低，VC從鐵索體中析出，使合金強化及晶粒細化，化合物層表現出較高的硬度。 42CrMo鋼材屬於高碳高鉻萊氏體鋼, 碳化物含量高,約占20 % ,且常呈帶狀或網狀不均勻分布,偏析嚴重, 而常規熱處理又很難改變碳化物偏析的狀況, 嚴重影響了鋼的力學性能與模具的使用壽命。而碳化物的形狀、大小對鋼的性能也有很大的影響, 尤其大塊狀尖角碳化物對鋼基體的割裂作用比較大,往往成為疲勞斷裂的策源地,為此必須對原材料軋制鋼材進行改鍛,充分擊碎共晶碳化物,使之呈細小、均勻分布, 纖維組織圍繞型腔或無定向分布, 從而改善鋼材的橫向力學性能。 鍛造時對鋼坯從不同方向進行多次鐓粗和拉拔,並採用“二輕一重”法鍛造,即坯料始鍛時要輕擊,防止斷裂,在980～1 020 ℃中間溫度可重擊, 以保證擊碎碳化物, 42CrMo鋼材未改鍛,採用固溶雙細化處理[5 ] ,即500 ℃及800 ℃左右二級預熱,1 100～1 150 ℃固溶處理,淬入熱油或等溫淬火,750 ℃高溫回火,機加工後960 ℃加熱油冷後進行最終熱處理, 也可使碳化物細化、稜角圓整化,晶粒細化。
42CrMo回火
42CrMo鋼材推薦的回火規範
方案 | 淬火溫度 /℃ | 回 火 | |||
用 途 | 加熱溫度/℃ | 介質 | 硬度HRC | ||
Ⅰ Ⅱ Ⅲ | 1020~1040 | 消除應力 去除應力，降低硬度 去除應力，降低硬度 | 150~170 200~275 400~425 | 油或硝鹽 — — | 61~63 57~59 55~57 |
Ⅳ Ⅴ Ⅵ | 1115~1130 | 去除應力及形成二次硬化 去除應力及形成二次硬化 去除應力及形成二次硬化 | 510~520℃多次回火 -78℃冷處理 加510~520℃一次回火 -78℃冷處理加一次510~520℃回火，再-78℃冷處理 | — — — | 60~61 60~61 61~6 |
42CrMo淬火
方案 | 第一次預熱/℃ | 第二次預熱/℃ | 淬火溫度/℃ | 冷 卻 | 硬度 （HRC） | |||
介質 | 介質溫度/℃ | 在介質中冷卻 | 隨後 | |||||
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ | 550~660 | 840~860 | 950~1000 1020~1040 1020~1040 1115~1130 1115~1130 | 油 油 熔融硝鹽 油 熔融硝鹽 | 20~60 20~60 400~550 20~60 400~450 | 至室溫 至油溫 5~10min 至油溫 5~10min | 空冷 空冷 空冷 空冷 空冷 | 58~62 62~63 62~63 42~50 42~50 |
對應牌號
俄羅斯ГOCT 38XM、美國AISI 4140/4142、英國BS 708M40/708A42/709M40、法國NF 40CD4/42CD4、德國DIN 41CrMo4/42CrMo4、日本JIS SCM4、國際ISO 683/1 3
淬火規範
普通淬火、回火規範： 淬火溫度1000~1050℃，淬油或淬氣，硬度≥ 60HRC；回火溫度160~180℃，回火時間2h，或回火溫度325~375℃，回火次數2~3次。
物理性能
1)臨界點溫度(近似值)：Ac1=730°C、Ac3=800°C、Ms=310°C。
2)線脹係數:溫度20~100°C/20~200°C/20~300°C /20 ~400°C/20~500°C /20~600°C,線脹係數: 11.1×10K/12.1×10K/12.9×10K/13.5×10K/13.9×10K14.1×10K。
3)彈性模量:溫度20°C/300°C/400°C/500°C/600°C,彈性摸210000MPa/185000MPa/ 175000MPa/165000MPa/15500oMPa
工藝規範
熱加工規範
加熱溫度1150 ~1200°C,開始溫度1130 ~1180°C,終止溫度> 850°C,φ> 50mm時,緩冷。
正火規範
正火溫度850~900°C,出爐空冷。
高溫回火規範
回火溫度680~700°C,出爐空冷。
淬火、回火規範
預熱溫度680 ~700°C,淬火溫度840~880°C,油冷,回火溫度580°C,水冷或油冷,硬度≤217HBW。
亞溫淬火強韌化處理規範
淬火溫度900°C,回火溫度560°C,硬度(37±1) HRC
感應淬火、回火規範
淬火溫度900°C,回火溫度150~180°C,硬度54 ~60HRC。
典型套用舉例
適宜製作要求一定強度和韌性的大中型塑膠模具。
