Cr12MoV材料
Cr12MoV鋼是高碳高鉻萊氏體鋼。其碳含量比Cr12鋼低很多,且加入了鉬、釩(fán)元素,使(shǐ)鋼的熱加工性能、衝擊韌度和(hé)碳化物分布都得到了明顯改善。該鋼(gāng)具有較(jiào)高的耐磨性、淬透(tòu)性、淬硬性、強韌性、熱(rè)穩定性、抗壓(yā)強度,以及微(wēi)變形、綜合性能優(yōu)良(liáng)和(hé)廣泛的適應性。受熱軟化溫(wēn)度為520℃。截麵尺寸在40mm以下可以(yǐ)完全(quán)淬透,該鋼的(de)耐磨性比一般低合金工具鋼高3~4倍,淬火體積變形小。淬硬深度:油(yóu)淬200~300mm。
在結晶過程中形成大量的共晶(jīng)網狀碳化物(其中碳化物質量分數為20%左右,共晶溫度約為1150℃),這些碳化物都很硬(yìng)、很脆。雖經開坯軋製,碳化物有一定程度的破碎,便(biàn)碳化物沿思製方向呈帶(dài)狀、網狀、塊狀(zhuàng)、堆集狀分布,偏析程度(dù)隨鋼材直徑增大而嚴重。
經高溫奧氏體化退火後,可使大,中截麵鋼材的(de)碳(tàn)化物不均勻度由8~9級減小為6~7級,起到細(xì)化晶粒的作用(yòng)等,用(yòng)於(yú)冷鐓模可提高使用壽命100%以上。二次硬化硬度為60HRC。淬火態的未溶碳化物體積分數10%~20%,殘留(liú)奧氏體的體積(jī)分數為10%~40%,共晶碳化物不均勻度為(wéi)5~5.5級,易促成淬火異常變(biàn)化及脆化。
在≤450℃回火時,隨回火溫度的升高,鋼的硬度值下降,長度收縮,原(yuán)因是馬氏體中析出(chū)碳化物之故;在480~550℃回火時,殘留奧氏體分解,轉變成馬氏體,發生二次硬化現象,硬化峰的高與鋼的淬火溫度有關。
淬火(huǒ)溫度影響該鋼的Ms、Mf點。如淬火溫度為900℃時,Ms為400℃,Mf為(wéi)280℃;淬火溫度為950℃時,Ms為300℃,Mf為50℃;淬火溫度為1000℃時,Ms為200℃,Mf為-60℃;淬火(huǒ)溫(wēn)度為1040℃時,Ms為150℃,Mf為-80℃;淬火溫度為1100℃時,Ms為50℃,Mf為-140℃。
經雙(shuāng)級淬火後導致組織中存在高度(dù)彌散的均勻分布於基(jī)體上的特殊(shū)碳化物,而達到很高的(de)綜合力學性能和使用性能。為保證(zhèng)其熱處理質量和降低熱處理成本,應根據模具形狀的複雜程度分選(xuǎn)擇熱處理工藝方法進行處理。
該鋼經1100℃預淬(cuì)火的球化(huà)退火(huǒ)處(chù)理生再經980℃淬(cuì)火、240℃回火後(hòu),具有較好(hǎo)的強韌(rèn)性配合(hé),在保持硬度下變的情況下,其衝擊功提高了80%。回火脆性溫度範圍在325~375℃之間。
該(gāi)鋼經普通淬火後,組織由馬氏體,殘留奧氏體碳(tàn)化物MC所組成。回火到工作硬度60~62HRC,將(jiāng)導致殘留奧氏體的部分分解和碳(tàn)化物相含量的增加。細小的碳化鈦可提高模具鋼的強度(dù)和耐磨性。
Cr12MoV供貨狀態
供貨品(pǐn)種(zhǒng)有熱軋材、鍛材(cái)、冷拉材、熱軋鋼板和冷拉(lā)鋼絲。
退火態,硬度255~207HBW,壓痕直徑3.8~4.2mm。
Cr12MoV化(huà)學成分
根據標(biāo)準GB 1299-2000,該鋼的化學(xué)成分(質量分數):C1.45%~1.70%、Si≤0.40%、Mn≤0.40%、P≤0.030%、S≤0.030%、Cr11.00%~12.5%、Mo0.40%~0.60%、V0.15%~0.30%。
Cr12MoV對應牌號
中國GB標準牌(pái)號Cr12MoV、中國台灣CNS標準牌號SKD11、德國DIN標準材料編號1.2601、德國DIN標準牌號X165CrMoV12、日本JIS標準牌號SKD11、韓國KS標準牌號STD11、意大利UNI標準牌號X165CrMoW12KU、瑞典SS標準牌(pái)號2310、西班(bān)牙UNE標準牌號X160CrMoV12、美國AISI/SAE標準(zhǔn)牌號D3、國際標(biāo)準組織(ISO)標準牌號(hào)210Cr12、俄羅(luó)斯гост 標準牌號X12。
Cr12MoV零界點溫(近(jìn)似值)
Ac1=810℃,Ar1=760℃,加熱溫度1000℃/1040℃/1100℃,Ms=200℃/150℃/50℃、Mf=-60℃/-80℃/-140℃。
冷壓毛坯上限加熱、分段等溫,附加等溫回火(huǒ)軟化規範
(880±10)℃×3~4h,(770±10)℃×6~8h,降溫到(750±10)℃×2~3h保溫,再爐冷緩冷至≤650℃,出爐空冷。
處理前硬度≤255HBW,處理(lǐ)後硬度≤217HBW。
冷擠壓模毛(máo)坯化規範
使用生鐵屑保護加熱,溫度760~780℃,時間10h,爐冷(lěng),硬度196HBW,可順利實(shí)現冷擠壓成形。
普通等溫球化退火規範
850~870℃×3~4h,隨爐冷卻(què)到740~760℃×4~5h等溫,出(chū)爐空冷。硬度≤241HBW,共晶碳化(huà)物等級≤3級(jí)。
最(zuì)佳等溫(wēn)溫度740~760℃,時間≥4~5h。
球化退火規範
(860±10)℃×2~4h,以30℃/h冷速爐冷(lěng),(740±10)℃×4~6h,隨爐緩(huǎn)慢冷卻到500~600℃,出爐空冷(lěng)。硬(yìng)度207~255HBW。
冷壓毛坯上(shàng)限加熱、分段等溫,附加等溫(wēn)回火軟化規範
(880±10)℃×3~4h,(770±10)℃×6~8h,降溫到(dào)(750±10)℃×2~3h保溫,再緩冷至(zhì)650℃以(yǐ)下,出爐空冷。處理後硬(yìng)度由≤255HBW降為≤217HBW,與9Mn2V鋼相同。
返(fǎn)修(xiū)及翻(fān)新模具退(tuì)火規範
退火溫度720~750℃,加熱(rè)時間2~4h,空冷。
普通(tōng)淬火、回火規範
淬火溫度1000~1050℃,油淬或(huò)氣淬,硬度≥60HRC;回火溫(wēn)度160~180,回火(huǒ)時間2h,或回火溫度(dù)325~375℃,回火2~3次。
低溫淬火、回火規範
淬火溫(wēn)度950~1000℃,油淬或氣淬,400℃中溫度160~180,回(huí)火時間2h,回火2~3次,可(kě)得到高硬度、高韌性(xìng),但抗壓強度不高(gāo)。
中溫淬火、回火規範
淬火溫度(1030±10)℃,油淬或氣淬,400℃中溫回火,回火2~3次,可(kě)得(dé)到最好的高韌性,用於冷鐓模,可增高斷裂抗力(lì),延長模具使用壽命。
高溫淬火、回火規範
淬火溫度(1100±10)℃,油淬或氣(qì)淬,高溫回火500~520℃,蜀犬(quǎn)吠(fèi)日火2~3次,可獲得高硬底和高(gāo)的抗壓強度,但鋼的韌性太差。
真空淬火規範
預熱溫度一次500~550℃,二次800~820℃,真空度0.1Pa,淬火溫度980~1050℃,真空度1~10Pa,冷卻介質(zhì):油或N2氣,回火(huǒ)溫度180~240℃,硬度60~64HRC。
真空淬火(huǒ)規範:預(yù)熱溫度(dù)一次500~550℃,二(èr)次800~820℃,真(zhēn)空度0.1Pa,淬火溫(wēn)度1080~1120℃,真空度1~10Pa,冷(lěng)卻介質:油或N2氣,回(huí)火溫度500~540℃,硬度58~60HRC。
氣體滲氮和氣體氮碳共滲規範(fàn)
1)技術要求:硬度>1000HV,滲層深度0.03~0.05mm,滲氮溫度510℃,氣體比(bǐ)例:氨氣40%,載氣(RX氣)60%,氨(ān)分(fèn)解率30%~40%,保溫時間(jiān)3h,用於冷鐓模、冷擠模、衝(chōng)載模。
2)技術要(yào)求:硬度>1000HV,滲層深度0.05~0.07mm,滲氮溫度510℃,氣體比例:氨氣40%,載氣(qì)(RX氣)60%,氨分解(jiě)率30%~40%,保溫時間6h,用於拉深模、彎曲模、陶土模。
一般冷衝模微變形淬火工藝
可采用780℃充分預熱,1050℃加熱,(290±10)℃硝鹽分級淬火;采用(170±10)℃×3h×3次油爐回(huí)火,也能達到上述熱(rè)處理效果。
等溫淬火加控製回火溫度的變形淬火工藝
淬火後硬度62~66HRC,金相組(zǔ)織為M+AR+FeC,AR約15%(體積分數)。淬(cuì)火後體積稍有縮小,一般小型模腔尺寸比淬火前縮小0.03~0.10mm,大型模腔尺寸縮(suō)小0.15~0.35mm。
如果淬火後已達到尺寸要求,采用低溫(wēn)回火,回火(huǒ)後(hòu)體積比淬火後(hòu)稍有縮小;如果淬火後尺寸小於圖樣(yàng)要求,可在510℃回火保溫1.5~2h,空冷(lěng)。若第一次(cì)回火後達不到尺(chǐ)寸要求,可(kě)再進行一次520℃回火。
精密冷衝模凹模微變(biàn)形淬火工藝
淬火後硬度58~61HRC(基本硬度45~55HRC),平麵翹曲≤0.015mm,各孔距誤差≤0.010mm,合格率99.99%,使用(yòng)壽命提高4~5倍。
IC引線衝模的凸凹模微變(biàn)形淬火工藝
1000~1030℃加熱(rè),采用鋼鑄鐵屑填充單箱封閉加熱,零件用牛波紙包好。加熱時間按1min/mm計算,並視箱體大小增加保溫時間20~40min。出爐淬火120~150℃熱油中冷卻,待接近油溫時提出空冷(lěng)。接近室溫時進行(200±10)℃×3~4次回(huí)火。回火後進行-75~-80℃×2~3h冷處理;隨後(hòu)再時行170~190℃×2h補充回火。磨削後再進行170~190℃×2~3h去應力退火。電加工後繼續進行170~190℃×1.5h回火,-75~-80℃×1h冷處理,170~190℃×1h時效。
強韌化處理
在鹽浴爐內進行840~850℃(加熱時間按25s/mm計算)預(yù)熱,升至1020~1100℃(保溫時間按12~18s/mm計算),280℃×3~5min硝鹽等溫,空冷到室溫(wēn):再進行150~200℃×3h×2次回火(huǒ)。
使用壽命提高3~4倍(可達(dá)30萬~40萬衝次)。
預淬等溫工藝(yì)
加熱溫(wēn)度1020℃,預淬溫度180℃,等溫260℃×5h,回火180℃×1.5h×2h次。
淬火硬度64.5HRC,回火硬度62~62.5HRC,衝(chōng)擊韌度(dù)30J/cm2。
真空(kōng)加熱淬火工藝
采(cǎi)用1020℃×40~60min真空(kōng)氣淬(或油淬)+180~200℃/2h回火。
變形量為±0.01mm。
應(yīng)力、應變(biàn)-高溫擴散固溶處理
1100~1200℃鍛造,終鍛溫度850℃;1130~1200℃×1.5h固溶處理:1000~1100℃第二次(cì)鍛造,終鍛溫(wēn)度800~850℃;750~780×2~4h高溫(wēn)回火:840~850℃預熱,1020~1100℃加熱,280℃硝鹽等溫:210~220℃×2h回火。
屈服強度由2000MPa提高到3000MPa,衝(chōng)擊(jī)韌(rèn)度(dù)由12J/cm2提高到24J/cm2,碳化物偏析由7~8級降為2級,一次碳化物尺寸由700~1000μM降至10~15μM以下,二次碳化物尺寸小於(yú)0.5μM,呈(chéng)均勻球狀分(fèn)布。
滾絲模等溫淬火
1000℃加(jiā)熱,280℃×4h硝鹽等溫,400℃×1~1.5h回火。硬度54~56HRC,金相(xiàng)組織:下貝氏體+極少量的回火馬氏體+殘留奧氏體。
滾絲輪的真空熱處理
VFH-1000PT型加壓氣淬(cuì)真空爐,淬火時通(tōng)入高純氮氣加壓氣(qì)淬,壓力為0.2MPa。
850℃×80min預熱,1020℃×65min加熱,加壓氣淬,溫度降至100℃出爐;220℃×3h×2次回火。
六角拉(lā)輪(lún)強韌化處理工藝
表麵硬(yìng)度60~62HRC,基(jī)本硬度42~52HRC,達到拉輪處(chù)硬內韌的要求。力學性能(néng)都有大(dà)幅度的提高。
易拉罐衝嘴模複合滲熱處理
經過普通淬火後回火硬化後,在200~300℃離子轟擊0.5~1h,升至480~520℃×8~16h,含(hán)氮氣氛或N.C.S氣氛離子滲。最表(biǎo)層為硫化物(wù),次表層為氮碳化合物(wù),再往裏氮碳擴散層。硬度(dù)為1050~1200HV。
離子滲氮處理
LD-60滲氮爐,通入氨分(fèn)解氣,氣壓保持5~8×102Pa,電(diàn)壓500~600V,電流密度1mA/cm2,500℃×5h滲氮,滲氮層總深度0.12mm,化合物(wù)層(céng)深15μM,硬度1200HV5。
鍍(dù)鐵滲(shèn)硼處理
鍍失:將FeCl2·4H2O溶入蒸餾水中,配成濃度為400g/L的溶液(yè),過濾,通電消三價鐵離子(zǐ),再(zài)加鹽酸調到PH=1。工(gōng)件經汽(qì)油清洗和電解脫脂後入(rù)槽鍍(dù)鐵,電流密度3mA/cm2,陽極(jí)用(yòng)08F鋼板。鍍(dù)鐵在常溫下進行(háng),每小(xiǎo)時沉積(jī)層為20μM。
滲硼:粉末滲硼成分(質量分數):B44C5%+KBF45%+Al2O390%。880℃×2h+960×3h滲硼,爐冷至室溫。
真(zhēn)空(kōng)擴散處(chù)理:950℃×3h,爐冷。
最終熱處理:1150℃×1.5h加熱,280℃硝鹽等溫處理;200℃×2h×2次(cì)回火。滲硼層0.11mm,FeB+Fe2B雙相組織(zhī),硬度926~1040HV5,脆性1級。
等離噴塗(tú)強化
電弧(hú)電壓:75~80V,電弧電流:350~80A ,離子氣:1.5~1.7m3/h,送粉機:0.3~0.4m3/h,送(sòng)粉量:40g/min。
經等(děng)離子噴塗強化,Cr12MoV鋼的表麵硬(yìng)度由原來的650~670HV提高到780~820HV,耐磨性有較(jiào)大的提高。
Cr12MoV用途
該鋼可(kě)用(yòng)於製作村材厚度>3mm的衝裁模具複雜形狀的凸(tū)模、凹模、鑲塊。
製作凸模時(shí)建議硬度58~62HRC,製作凹模時建硬度60~64HRC。
用於製作衝裁模具中(zhōng)要求高耐磨的(de)凸模、凹模。製作凸(tū)模時建議硬度~62HRC,製作凹模時建議硬度為62~64HRC。
用於製作拉深模中要(yào)求耐磨和凹模,建議硬度為62~64HRC。
用於製作彎曲模中要求高耐磨(mó)、形(xíng)狀複雜的凸模、凹模及鑲塊。製作凸模時建議硬度60~64HRC,製作凹模時建議硬度60~64HRC。
用於製作鋁件冷擠壓模的凸模、凹模。製作凸模時建議硬度60~62HRC,製作凹模(mó)進建議硬度62~64HRC。
用於製作銅件冷擠壓模的凸模、凹模,建議使用硬度(dù)為62~64HRC。
用於鋼件冷擠壓模的凸模、凹模。建議使(shǐ)用硬度為(wéi)62~64HRC。
用於成形碳(tàn)的質量分數為(wéi)0.65%~0.80%的彈簧鋼板,硬度(dù)為37~42HRC,
使用壽命可達15萬次。
用於成形碳的質(zhì)量分數為0.65%~0.80%的彈(dàn)簧鋼板,硬度為37~42HRC,再附加滲氮處理,使用壽命可達40萬次。
該鋼用於搓絲模,如采用簡單鍛造成形,碳化物不均勻度為5~6級,搓絲模使用壽(shòu)命很短,容易出現掉齒。但當改用多向反複鍛(duàn)造工藝,使(shǐ)碳(tàn)化物不均勻度降為不高於2級時(shí),搓絲(sī)板的使用壽命就會由以前的數千件提高到2萬件,甚至高達50萬件。該鋼可用於加(jiā)工20Mn鋼零件的搓絲模。
該鋼用於矽鋼片複雜(zá)衝裁模,在普通的C型衝床上作(zuò)業,平均刃(rèn)磨使用壽命僅1萬~4萬能次,而在新式衝床上作業(yè),平均刃磨使用壽命可達8萬~15萬次。
可(kě)用於衝裁模具,生產批量<100萬件,被衝材料厚度<1mm的普通級低碳鋼板、軟態低碳鋼板。
用於冷擠壓凹模,被擠壓材料為鎳的質(zhì)量(liàng)分數為80%的特殊合金(jīn)。在退火態硬度為130HBW時,模具使用壽命僅10餘件,且發生了模(mó)具表麵(miàn)的咬合拉毛。
被廣泛地用(yòng)來製作截麵大(dà)、形(xíng)狀(zhuàng)複雜、經受衝擊力大、要求耐磨高的冷作模具,如矽(guī)鋼片衝模、冷切剪刀、切邊(biān)模、滾(gǔn)邊模(mó)、量規、拉絲(sī)模、搓絲板、螺紋滾模、形狀複雜的衝孔凹模、鋼板深拉深模等(děng)。
用於代替(tì)Gr2鋼,製作軋製焊接鋼管的軋輥,其使用壽命增高七倍之多,而此時鋼材價(jià)格公提高了一倍,而(ér)且軋輥零件便於進行(háng)淬火處理。
采用該鋼製作的純鋁(lǚ)毛坯反擠壓衝頭,在(zài)承受壓應力為1000MPa的情況下,衝頭使用壽命可保證在5萬件,主要失效(xiào)形式是磨損和表麵拉毛。
該鋼經高溫奧(ào)氏體(tǐ)化退火後,再時行(háng)等溫退火(huǒ)工(gōng)藝,可使大、中截麵金鋼材的碳化物不均勻度由8~9級變為6~7級,顯著改善小型毛坯(pī)中碳化物的分(fèn)布,特別是促進(jìn)小顆料碳化物(wù)的球化和大塊化物棱角的圓整化(huà),並細化了晶粒,用(yòng)於冷鐓模可提高使用壽命一倍以上。
該鋼是成批或大批量生產用(yòng)冷衝模的基本鋼材,以及中等載荷的冷擠模、冷鐓模的主要材(cái)料。
該鋼適(shì)合(hé)製作下料模、陶土模及熱固性塑料成型模等。
該鋼製切邊模(mó)具的刃口常因碳化物分布不均而在使用中發生崩刃現象,因此(cǐ)必須進行改鐓改鍛,使碳化物偏(piān)析在(zài)2~3級以下,且鍛後還(hái)需(xū)及時進行退火。
其相應(yīng)的球(qiú)化退火工藝:退火溫度850~860℃,保溫(wēn)2~4h,爐冷至(zhì)720~760℃,保溫3~5h,爐冷到500℃,出爐空冷。
該(gāi)鋼適合製作下(xià)料模、陶土模及(jí)熱固性塑料成型模等。
衝(chōng)壓儀表零件和塑料類零件的冷模具用量大、形狀(zhuàng)複(fù)雜、精度高(配合間隙<0.01~0.02mm)采用普通淬火後,表麵氧化(huà)脫(tuō)碳或尺寸超差,采用分級淬火後變形量為+0.06mm,而采用真空淬火後,變形量為±0.01mm。
Cr12MoV鋼下料模,經950℃×1.5h+180℃×3h熱處(chù)理,硬度64HRC、變形量均滿足要求。
Cr12MoV鋼殼體成形模,經950℃×1.5h熱油冷卻+200℃×4h回火,硬度58~60HRC,平均衝(chōng)壓3萬~4萬(wàn)件。
Cr12MoV鋼自行車軸(zhóu)碗衝(chōng)模,鹽爐加熱,500~600℃預(yù)熱,升至(zhì)980~990℃(保溫時間按30s/mm計算),240~260℃×3h硝鹽等溫,空冷至空溫,然且(qiě)經210~220℃×2h×2次熱處量,硬度(dù)60~61HRC,衝模使用壽命提高4~5倍。
Cr12MoV鋼製落科凹模衝壓厚(hòu)度為3mm的18-8型不鏽(xiù)鋼,采用優化後的等溫淬火工藝,在硬度和強度並不降低的情況下與原工藝相比,韌性提高了一(yī)倍(bèi)以上,凹模使用壽命(mìng)高達7000次以(yǐ)上(shàng)。
Cr12MoV鋼(gāng)下料凹模改用1000℃加熱,經260~280℃×2h硝鹽等(děng)溫後空冷,隨後經200~220℃×2h硝鹽(yán)等溫後(hòu)空冷,隨後比200~220℃×1h低溫回火,使用壽命提高一倍以上。
Cr12MoV鋼複(fù)式矽鋼片(piàn)衝模采用應力(lì)、應變-高溫擴散固溶處理,模具使用壽命由(yóu)原來的平均8萬次最高20萬次,提高到現在的40萬次以上。
采(cǎi)用預淬等溫工藝的齒狀冷作查勘具,由於上貝氏體仍保持與低溫回火相同的硬度和耐磨性,其韌性的提高與高硬度(dù)使(shǐ)模具使(shǐ)用壽命成倍提(tí)高。
Cr12MoV鋼冷鐓機用上衝(chōng)模采用450~500℃預熱,850~870℃加熱,570~590℃×20min保(bǎo)溫,硬度達40~43HRC,模具平均(jun1)使用壽命50223件,提高了7~8倍。
采用循環(huán)加(jiā)熱相變熱(rè)處理(lǐ)生產鐵氧體零件的Cr12MoV鋼模具,使用壽命常規(guī)熱處理工(gōng)藝處理後的3萬~4萬件提高到12萬件(jiàn)。
采用滾絲模等(děng)溫淬火工藝,熱處理變(biàn)形小,使(shǐ)用壽命較(jiào)分級淬火提高4~5倍。滾絲輪經真空熱處理後,變(biàn)形極小(xiǎo),且組織和硬度均勻(yún),平均使用壽命比(bǐ)箱式爐處理的滾絲輪的平均使用壽命提高2.5倍,高達23640件。
易拉罐衝嘴(zuǐ)模(mó)經複合滲熱處理,使用(yòng)壽命在100萬次以上。
拉深凹模經淬火+回火+離子滲氮處理後(hòu),使用壽命由淬、回火態的2000件大幅度提高到5萬(wàn)件。
經鍍鐵滲硼處量的矽鋼(gāng)處片凹模,使用壽命高於Cr12MoV鋼(gāng)氮碳共滲處理的(de)模具。
經等離子噴塗強化,用於1.5mm厚鋼板拉深成形模(Cr12MoV鋼製作),零件表麵拉摶現象基本消失,使用壽命提高到10以上。
該鋼適(shì)於製作要求高耐磨性的大(dà)型號、複雜(zá)和精密的塑料模。
該鋼(gāng)淬火+中溫回火後硬度(dù)≥55HRC,但(dàn)熱(rè)處量變形小、拋光(guāng)性好,用於各種模(mó)板、推板、固定板(bǎn)、模座等(děng)。
在(zài)要求高耐磨性時,用於整體淬(cuì)硬型塑料模具(jù)鋼,熱(rè)固(gù)性塑料(liào)模具。
用於熱固性塑料成型模,要求高耐磨要、高強度(dù)的模具。




