DC53是日本(běn)大同特殊鋼對SKD11進(jìn)行(háng)改良的新型冷作模(mó)具鋼,其技術(shù)規範載於日本工業標準(JIS)G4404。它克服了SKD11高溫回火硬度和韌性不足的弱點,將在通用及精密模具(jù)領域全麵取代SKD11的高強韌性通用冷作模具(jù)鋼。
在熱處理適當的情況下強度、韌性都很優秀,高溫(wēn)回火硬度可達到62~63HRC。 DC53的韌性在冷作模具鋼中較為突出,用DC53製造的工(gōng)具很(hěn)少出現裂紋和開裂(liè),大(dà)大提高(gāo)了使用壽命。線切割加工後(hòu)的殘餘應力,經高溫回火(huǒ)減少了殘餘應力。因此,大(dà)型模具和要求精密之模具在線切割加工後的(de)裂紋和變形得到抑製。
實用特性:
在線切割加工上之優
DC53用途
1.衝裁模具、冷作成(chéng)型模具、冷拉模具
2.成型軋輥、衝頭
●精密衝壓模(mó) 。
●線切割加工的精密衝裁模及各種用途衝壓模 。
●難加工材料的塑性變形用(yòng)工具 。
●冷鍛、深拉和搓絲用模 。
其他
●高速衝裁衝頭、不鏽(xiù)鋼(gāng)板衝頭 。
●出廠狀態(tài):HB255
DC53化學成分
碳 C :1.00 矽 Si:0.91 錳 Mn:0.32 鉻 Cr:8.00 鉬 Mo:2.00 釩 V:0.28 磷 p:0.007
DC53力(lì)學性能
硬度 :退(tuì)火,255~210HB,淬火(huǒ),≥62HRC
DC53主要(yào)特性
(1)被切削性,被研磨性(xìng)良(liáng)好。 被切(qiē)削性,被研磨性皆(jiē)比SKD11優秀,所(suǒ)以加工工具壽命較長,加工工時數較省。
(2)在熱處理(lǐ)上之優點 淬火硬化(huà)能比SKD11高,所以可改善真空熱處理時硬度不足之缺陷。
(3)在線切割加工上(shàng)之優點 藉高溫回火可減輕殘(cán)留應力及消除殘留沃斯田鐵,能防止線切割加工產生龜裂、變形之困擾。
(4)在(zài)表麵(miàn)硬化處理上之優點 表麵硬化處理後表麵硬度比SKD11高,因此可(kě)提高模具性能。
(5)在修補焊(hàn)接作業上之優點 由於預熱及後熱溫度(dù)均比SKD11低,所以(yǐ)修補焊接作業較簡便。 特點:通用冷作模具鋼,高硬度,高韌(rèn)性DC53模具鋼(gāng)
DC53基本性(xìng)能
DC53常規熱處理條件(jiàn)下,殘餘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。
DC53實驗(yàn)設計
DC53經1040℃ 淬火和520~530℃高溫回火後,硬(yìng)度HRC可達62~63,是目前常用的冷作模具鋼中(zhōng)最高的,且切削性、磨削性較好,電加工變質層殘餘應力小,殘餘奧氏體(tǐ)極少,碳化物細小並分布均勻。
因模具受力情況較複雜(zá),有些模具工作零件需具備一些特殊的力(lì)學性能,若按標準的熱處理工(gōng)藝往往無法達到理想的工作性能要求,需通過熱處(chù)理對硬(yìng)度、韌性(xìng)和耐磨性等基本特性(xìng)作適當調整,以達到模具最(zuì)佳工作狀態.淬火溫度和回火溫度則(zé)是熱處理的主要工藝參數,本文著(zhe)重研究DC53的回火特性。
實驗中,對DC53熱處理規(guī)範略(luè)作一些變(biàn)化,適當(dāng)調(diào)整了淬火溫度,回火溫度取6檔,即(jí)100℃ ,200℃ ,300℃ ,400℃ ,500℃ ,600℃。100℃回(huí)火選用101-2型幹燥箱進行(háng)加熱,其(qí)餘采用SX-25-12型箱式電阻(zǔ)爐加熱,每個回火溫度取兩個試樣。
硬度測試選用(yòng)金屬洛(luò)氏硬度試驗,在常溫下進行,采用(yòng)HBRVU-187.5型(xíng)布洛維光學硬度計。
衝擊試驗采用10mm×10mm×55mm無缺口試樣,在(zài)JB30B衝擊試驗機上進行,衝擊能量為0.3 KN.m或0.15 KN.m。
結果分析
⒈硬度值
對每個試樣各取3個不同(tóng)位置點測硬度,得出各回火溫(wēn)度下的(de)硬度值,綜合各(gè)試樣的硬度值,DC53在100~500℃回火時,硬度值變化(huà)並不大;在400℃中溫回(huí)火時(shí)硬度略高(gāo),標(biāo)準(zhǔn)熱處理回火後的硬度峰值(zhí)一般在520℃左右;在(zài)600℃ 高(gāo)溫回火後,硬(yìng)度大幅下降(jiàng),平均HRC硬度值僅為52.4,故(gù)回火溫度不宜太高。
⒉衝擊韌性(xìng)
回火後,磨去試樣表(biǎo)麵的氧化(huà)脫碳層,測(cè)出不同回火溫度下各試樣的(de)衝擊值,綜合各試樣的衝擊值,DC53在200℃回火時,平均(jun1)衝擊值達到60 J/cm2以上.在500℃回火時,衝擊韌性較(jiào)差,表(biǎo)現出一定的高溫回火性.600℃以上回火衝擊韌性很好,但硬度大為下降,達不到使用要求.
實驗結果表明,DC53總體回火穩定性較好,在一定回火溫度範圍內,硬度和衝擊值變化不(bú)大;在400~500℃回火時韌性大幅(fú)度下降,出現回火(huǒ)脆性現象;在600℃回火時,試(shì)樣的韌性很高,衝擊值達到85 J/cm2,但硬度大幅下降.在生產中,對於一些硬度(dù)、耐磨(mó)性要(yào)求不太高而韌性要求較高(gāo)的冷作模具可采用高溫回火;對硬度要求較高,同時又要具有較(jiào)高韌性的冷作(zuò)模具,宜采用200℃左右的低溫回火.其他回火溫(wēn)度下的硬度和衝擊值可采用(yòng)合適的(de)計算方法(如插值(zhí)法、函數逼近等)預測(cè),再用實(shí)驗驗證.淬火態試樣中碳化物(wù)呈斷續細帶狀(zhuàng)分布,200℃回火後碳化物呈均勻分布,且組織內幾乎不存在大塊狀碳化物,故韌性較好.從(cóng)斷口形貌看,200℃回火組(zǔ)織(zhī)斷口的解(jiě)理台(tái)階遠(yuǎn)少(shǎo)於淬火態試樣,5000倍金相中的斷口有一些小而淺的韌窩,顯示其有一定的韌(rèn)性.回火後,殘餘奧氏體轉變較充(chōng)分,碳化物細小並分布均勻,使(shǐ)韌性增加.
結論
⒈適(shì)當調整淬火溫度後,DC53在200℃回火(huǒ)時(shí)硬度(dù)和衝擊韌性都較高;在400~500℃ 回火時硬度較高,韌性大幅度(dù)下降;在600℃ 回火時衝擊韌性很(hěn)高,硬度顯著下降.
⒉形狀(zhuàng)複雜的精密衝模、修(xiū)整模、冷軋輥輪等工模具宜采用低溫回火工藝(yì),以使模(mó)具工作零件獲得高硬度、高韌性、耐(nài)磨(mó)性好、強(qiáng)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.
⒊受衝擊(jī)載荷較大的複雜模具可采用低淬高回工(gōng)藝,以得到較高的衝擊韌性,防止模具產生(shēng)脆性斷裂現象
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