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截齒報價:13280082001
提高截齒齒體Cr12MoV鋼性能的途徑

提高截齒齒體Cr12MoV鋼性能的途徑

產品標簽:截齒齒體

 
提高截齒齒體Cr12MoV鋼性能的途徑

Cr12MoV鋼作為冷作模具鋼,具有淬火變形小、淬透性好、耐磨性高等特點。其作為截齒齒體用硬度能夠滿足要求,但其韌性還有待提高。下面就從幾個方面討論提高Cr12MoV鋼性能的方法。

1、鍛造方法

在鍛造方法上,對于Cr12MoV這樣的高碳高鉻鋼,一般的軸向鐓粗、拔長法使坯料心部的變形量不大,無法完全消除組織中的帶狀碳化物和粗大、不均勻的碳化物組織,用這樣的坯料制成的模具會產生組織的不均勻和力學性能的各向異性,增加淬火裂紋和使用脆斷的傾向。一般應采用變向鍛造法(包括十字鐓拔法和三向鐓拔法),而且要嚴格按照正確的鍛造操作規程進行。鐓拔的次數應視碳化物不均勻的級別和對鍛件碳化物不均勻級別的要求而定。操作過程中應嚴格執行“二輕一重”的鍛造方法,在保證擊碎碳化物的同時防止裂紋產生。拔長進給量每次不少于原始毛坯直徑或邊長的2/3,下壓量應均勻一致,決不能在坯料表面造成任何硬性壓痕,翻轉也應勤快均勻,要堅決避免坯料的同一部位受到反復錘擊,以防錘擊變形能量變成很大的熱能,使金屬局部升溫、過熱,引起開裂。

2 預處理

由于Cr12MoV鋼含有高碳高鉻,其內部組織碳化物多,特別是一些形狀不規則的碳化物,這些碳化物的邊緣呈尖角狀,尖角的存在極易造成應力集中而增加淬火開裂、磨裂的危險,必然會造成模具的早期脆性損壞。因此,需要對Cr12MoV鋼進行預處理,預處理一般有正火、退火、調質、高溫回火、高溫固溶處理+高溫回火預處理工藝等,其目的是為了改善毛坯的組織,使鋼的淬透性增加,有利于改善鋼的切削加工性能,為后續的熱處理工藝做好組織準備。當鍛件的碳化物偏析比較嚴重,常規球化退火工藝效果不理想時,可采用鍛后調質處理,即鍛后稍作停留或在精加工前增加一道調質工序,也可利用鍛后余熱直接進行球化退火或循環球化退火。調質處理后鍛件能獲得均勻細致的索氏體組織,不僅可保證工件最后淬火具有均勻的硬度,而且有利于淬火后減小工件的變形,增加工件的尺寸穩定性。Cr12MoV鋼的調質處理工藝見圖4.1。

與球化退火相比,采用高溫調質工藝更有利于碳化物形態的改變。這是因為高的加熱溫度促進碳化物進一步溶解,原來在低溫下不能溶解的、略大的一些碳化物可以進一步溶解,一些更大些碳化物也會發生尖角微溶現象,因為碳化物尖角處曲率半徑小,與其接近的固溶體碳濃度高,而與平面處(曲率半徑大)相接近的固溶體濃度低,在高溫下碳的擴散過程加劇,必然引起碳的擴散而打破平衡,導致尖角處的滲碳體溶解,并在平面處析出,使尖角處發生鈍化(曲率半徑相對變大),這種尖角形態的消失或

緩解可減輕碳化物呈尖角時易造成應力集中的不利影響。再則高溫下融入碳化物增多,完全溶解了的碳化物在高溫回火過程中以極細粒狀均勻析出,又進一步減輕了碳化物存在的不利影響,因均勻分布的極細粒狀碳化物不會造成應力集中而大大降低了鋼的脆性,增強了韌度,所以Cr12MoV鋼制模具增加高溫調質工序是提高模具強韌度的重要環節。

3 熱處理

采用較低溫度淬火+貝氏體等溫處理工藝,可使晶粒細小,提高模具的抗彎強度和韌度,延長模具使用壽命。一般情況下,C12MoV鋼強度高、塑性低,而下貝氏體組織卻具有較高強度和韌度,下貝氏體斷裂韌度比回火馬氏體高,最終熱處理時常用貝氏體等溫處理,模具得到較多的下貝氏體,割裂了原奧氏體晶粒,使隨后形成的針狀馬氏體細化。下貝氏體易在未溶碳化物與基體的界面處形成,本身韌度也較好,可通過自身塑性變形而緩解應力集中,有助于降低裂紋萌生及擴展,脆斷幾率減小,使強韌度增加。

4 回火

Cr12MoV鋼回火目的是充分消除熱處理的殘留應力,調整組織和硬度。淬火后形成的馬氏體屬于高碳富鉻的過飽和間隙固溶體,處于不穩定狀態,回火時分解,析出碳化物,轉變為回火馬氏體,使材料基體組織硬度降低。殘留奧氏體在回火過程中會分解,析出顯微碳化物,在一定程度上彌補了馬氏體回火轉變造成的硬度降低。淬火后鋼的硬度會隨回火溫度的變化呈現先降低后增加的趨勢;鼗饻囟冗^高時,殘留奧氏體中析出的碳化物粗化,失去強化作用,導致硬度下降。

淬火后試樣在不同溫度下回火時,沖擊韌度呈先降低后升高的趨勢,這主要受殘留奧氏體分解的影響;鼗疬^程中,隨溫度的升高,基體中殘留奧氏體量逐漸減少,析出碳化物增多,導致材料的沖擊韌度降低,但回火溫度過高時,組織中的碳化物有粗化、聚集的趨勢,沖擊韌度開始回升。 Cr12MoV鋼的回火一般分低溫回火與高溫回火,低溫回火一般是170~180℃×2h,硬度可達60~62HRC,高溫回火一般是500~520℃×2h,模具硬度可達到59~61HRC。如果回火溫度低(尤其是低溫回火時),模具的硬度較高,易導致回火不充分,使模具中的殘留應力較大,影響模具的使用壽命。適當提高回火溫度,可保證模具在硬度降低不多的情況下獲得較好的韌度,降低模具的內應力,均勻熱處理后的顯微組織,獲得所需的力學性能;鼗饻囟忍岣叩500℃時仍能保證模具硬度要求,而淬火殘留應力也得到了有效消除,模具在線切割時的開裂現象減少。
本文關鍵字:截齒齒體
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