预调质处理对DC53模具钢组织和性能的影响

以DC53模具钢为研究对象,通过硬度测试、冲击试验研究了预调质处理对其组织和性能的影响,并对其冲击断口形貌进行了分析。结果表明:对于经过球化处理的DC53模具钢,在最终热处理前进行预调质处理,能显著降低其硬度,并提高其冲击韧性;预调质处理后在400℃回火的钢能获得相对比较理想的硬度和韧性配比。

国内外DC53模具钢组织及力学性能对比研究

通过化学成分、金相、SEM、EDS、XRD、硬度和韧性等实验,对国内外DC53冷作模具钢的显微组织和力学性能进行对比。结果表明:国内外DC53冷作模具钢的原材料化学成分无明显差异,退火态的进口DC53模具钢拥有比国产DC53模具钢更好的洁净度和更为均匀的碳化物分布,进口与国产DC53模具钢的退火硬度分别为240和255 HBS。经相同的标准热处理(淬火+回火)后,分别测得进口与国产DC53模具钢中含有4.56%和3.23%的残余奥氏体;进口DC53模具钢热处理后的硬度和韧性测试结果分别为61.9 HRC和11.6 J;国产DC53模具钢热处理后的硬度和韧性测试结果分别为61.6 HRC和7.6 J。经热处理后两种钢的硬度相当,但进口DC53模具钢的韧性更为优异。

退火工艺对DC53K模具钢组织与硬度的影响

对DC53K模具钢的退火工艺进行了研究,结果表明:加热到900℃保温3h的退火工艺退火效果较好,其退火硬度在21.9HRC左右,退火组织获得了类似共晶碳化物+二次渗碳体+索氏体基体组织。另外,850℃×4h后720℃×4h的等温退火工艺对DC53K模具钢的退火效果并不理想。

高淬低回复合冷处理工艺对DC53钢组织性能的影响

基于1040℃淬火+200℃回火复合冷处理工艺,研究高淬低回热处理复合冷处理工艺对DC53钢组织性能的影响。结果表明:冷处理温度未改变物相析出种类,物相由马氏体、奥氏体、(Cr_(2.5)Fe_(4.3)Mo_(0.1))C3和(Cr,Fe)_(7)C_(3)型碳化物组成,温度诱发的马氏体择优取向、晶格畸变或层错逐步增强,-196℃时最为剧烈。当-11℃冷处理时驱动力不足碳化物析出较少;-80℃时碳化物析出量最多,以M7C3型碳化物为主;-196℃时碳原子扩散动力学不足而固溶于马氏体中。-80℃条件下试样组成相配合最佳,其硬度值59.6 HRC,冲击吸收功9.2 J,较未冷处理的试样硬度提升近5%,韧性提升1.875倍;冲刷腐蚀磨损性能随温度的降低而先升后降,冲刷腐蚀18 h后磨损率为7.65 mg/cm^(2)相对性能提升近17%。

稳定化处理对DC53钢力学性能及尺寸稳定性的影响

通过SEM、XRD、硬度、韧性以及三坐标测量机等测试,探究了常规热处理和回火后稳定化处理对冷作模具钢DC53力学性能和尺寸稳定性的影响。结果表明:DC53钢在稳定化处理前后的组织均为回火马氏体+少量残留奥氏体+碳化物。通过400℃×2 h附加回火的稳定化处理方式后,试验钢的硬度和冲击吸收能量分别为61.5 HRC和19.7 J,同时材料的尺寸稳定性进一步提高。回火后组织稳定性的提升、材料内部残余应力值的降低以及残留奥氏体的陈化是改善试验钢尺寸稳定性的主要原因。

精密冷锻模具型腔切削工艺优化的试验研究

以DC53模具钢为研究对象,首先通过硬度测试、冲击试验优选其最佳热处理工艺,之后以精雕机为平台进行切削试验,对比研究了进给速度与吃刀深度、路径间距不同工艺组合切削时断刀的频率。研究结果表明,DC53经过预调质处理后淬火再400℃回火20min的热处理工艺最适合精密冷锻模具强韧性配比的要求,其理想的切削工艺为路径间距0.01mm、吃刀深度0.01mm、进给速度1.8m.min-1,该工艺在保证一定加工效率的基础上有效避免了频繁断刀的发生。