青島DC53模具鋼

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青島DC53模具鋼研發及使用壽命

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青島DC53模具鋼研發及使用壽命

發布日期:2018-08-22 作者: 點擊:

DC53是日本大同特殊鋼對SKD11改良后的新型冷作模具鋼,克服了SKD11高溫回火硬度和韌性不足的弱點,將在通用及精密模具領域全面取代SKD11的高強韌性通用冷作模具鋼。韌性在冷作模具鋼中較為突出,常規熱處理條件下,殘余奧氏體幾乎全部分解,一般可省略深冷處理,在較強硬度下仍可保持較高的韌性。

制造的工具很少出現裂紋和開裂,大大提高了使用壽命。經高溫回火減少了殘余應力。大型模具和要求精密的模具在線切割加工時因高溫回火可減輕殘余應力及消除殘余奧氏體,能防止產生龜裂和變形。且切削性、磨削性較好,電加工變質層殘余應力小,殘余奧氏體極少,碳化物細小并分布均勻。由于預熱及后熱溫度均較低,修補焊接作業較簡便。

主要用途:精密沖壓模;線切割加工的精密沖裁模及各種用途沖壓模;難加工材料的塑性變形用工具;冷鍛、深拉和搓絲用模;高速沖裁沖頭、不銹鋼板沖頭。

化學成分(質量分數,%):1.00 C;0.91 Si;0.32 Mn;8.00 Cr;2.00 Mo;0.28 V;0.007 P.

熱處理:經1040 0C淬火和520 } 530℃高溫回火后,硬度可達62 } 63 HRC,是目前常用的冷作模具鋼中最高的,用10 mm x 10 mm x 55 mm無缺口試樣,沖擊能量為0. 3 kN " m或0. 15 kN " m。平均沖擊值達到60J/}耐以上。在100 } 500℃回火時,硬度值變化并不大;在400℃中溫回火時硬度略高,標準熱處理回火后的硬度峰值一般在 520℃左右;總體回火穩定性較好,在一定回火溫度范圍內,硬度和沖擊值變化不大;在400 } 500℃回火時出現回火脆性現象;在600℃回火時,試樣的韌性很高,沖擊值達到85 J/cmZ,但硬度大幅下降。200℃回火組織斷口的解理臺階遠少于淬火態試樣,5000倍金相中的斷口有一些小而淺的韌窩,顯示有一定的韌性。回火后,殘余奧氏體轉變較充分,碳化物細小并分布均勻,使韌性增加。

形狀復雜的精密沖模、修整模、冷軋輥輪等工模具宜采用200℃左右的低溫回火工藝,低溫回火后碳化物呈均勻分布,且組織內幾乎不存在大塊狀碳化物,故韌性較好,使模具工作零件獲得高硬度、高韌性、耐磨性好、強度高,可有效延長模具壽命,防止過度磨損、變形、開裂等早期失效現象。受沖擊載荷較大的復雜模具可采用低淬高回工藝,以得到較高的沖擊韌性,防止模具產生脆性斷裂現象。可進行在表面硬化處理進一步提高模具性能。

DC53冷作模具鋼的性能主要取決于材料的成分與熱處理工藝,通過添加合金元素和優化熱處理工藝,可以很好的改善模具鋼的性能。合金元素主要是通過在鋼中與鐵元素形成固溶體或溶入鐵的碳化物滲碳體中,從而影響合金相的組成或相的轉變。目前常用的合金元素主要有以下幾種:

⑴Cr 元素:Cr 在鋼中主要根據含量不同分別形成合金滲碳體或碳化物,可以阻礙 C 原子擴散,使材料具有很好的奧氏體穩定性。同時由于 Cr 元素的溶入,使C 曲線向右發生移動,降低了鋼的臨界冷卻速度,提高了淬透性,使鋼的強度和韌性得到提升。但這也間接的增加了鋼的回火脆性,尤其在高 Cr 鋼中比較明顯。

⑵Mo 元素:Mo 在鋼中既可以與 C 形成化合物,也可以溶于鐵素體和奧氏體中形成固溶體。Mo 也是使 C 曲線右移元素之一,通過 Mo 的溶入降低了鋼的臨界冷卻速度,提高了淬透性,其作用介于 Mn 與 Cr 之間。Mo 有很好的固溶作用,可以提高材料的硬度和強度,同時作為單一元素溶入時,Mo 可以增加鋼的回火脆性,但與 Cr 和 Mn 等元素共存時,卻又可以抑制其它元素帶來的回火脆性。

⑶V 元素:V 是強碳化物形成元素,與 C 有很強的結合力,其碳化物硬度高,分散均勻,有很好的耐磨性。同時在轉變中可以細化馬氏體晶粒,降低有害元素 P帶來的冷脆性。在實際應用中為了保持良好的加工性能,一般 V 元素的含量應控制在 1%以下。

⑷Mn 元素:Mn 元素是弱碳化物形成元素,其在鋼中主要溶于鐵素體,只有少部分與 C 形成合金滲碳體。其主要作用是具有很好的固溶強化效果,并可以在冷卻轉變中使 C 曲線向右偏移,降低了鋼的臨界冷卻速度,提高了淬透性,增強鋼的強度、塑性和熱加工性能。同時 Mn 可以與有害元素 S 形成 MnS,降低產生熱裂的危險。但也應該注意隨著 Mn 含量的增加也會降低材料的抗腐蝕能力和焊接性能,所以 Mn 的含量應該控制在一定范圍之內。

⑸Si 元素:Si 元素在鋼中主要以固溶體的形態溶于鐵素體或奧氏體中,其固溶效果類似于 Mn,可以有效提高鋼的強度和塑性。但不同點在于 Si 元素不與 C 形成化合物,在一定溫度下有強烈促進石墨化作用,尤其在中碳鋼和高碳鋼中比較明顯。

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