Effect of Cryogenic Treatment on Properties of Cr8-Type Cold Work Die Steel

The effect of cryogenic treatment on the properties of Cr8-type cold work die steel was investigated. The results show that cryogenic treatment increases hardness by decreasing retained austenite, but the degree depends on the austenitizing temperature. When quenching at lower austenitizing temperature, the steel can obtain higher tough- ness by cryogenic treatment substituting conventional treatment process. Cryogenic time has little effect on cryogenic treatment. Conversely, cryogenic temperature has a great effect on cryogenic treatment and the effect of cryogenic treatment is more obvious with decreasing cryogenic temperature. In addition, deep cryogenic treatment improves the wear resistance by precipitating more homogeneous specific carbides.

表面圆形凹坑微织构对DC53模具钢的摩擦学性能影响

为了探究微织构对DC53冷作模具钢表面摩擦学性能的影响,基于有限元法研究了模具钢表面圆形凹坑微织构的最优深度,采用飞秒激光加工了不同面密度的圆形凹坑微织构模具钢试样,并通过开展摩擦磨损实验研究了不同润滑状态下面密度对模具钢摩擦学性能的影响规律。结果表明,DC53冷作模具钢表面的圆形凹坑微织构在直径为Φ140μm,织构深度为50μm时表现出最大油膜承载力与最小摩擦因数;随着圆形凹坑微织构面密度的增加,充分润滑时模具钢表面的摩擦因数先减小后增大,面密度为20%时平均摩擦因数最小,相较于无织构模具钢降低了51.35%;少油润滑与干摩擦时,模具钢表面摩擦因数随着面密度的增加逐渐降低;面密度为30%时,模具钢表面平均摩擦因数最小,较无织构模具钢分别降低了35.84%与15.02%。微织构的存在提升了模具钢表面不同润滑状态下的减摩性能;充分润滑时效果最好,干摩擦时也明显改善了模具钢表面的黏着磨损。

两种不同钢锭试制的Cr12W冷作模具钢大块碳化物研究

采用细高型710kg和粗矮型1.2t两种不同钢锭试制了Cr12W冷作模具钢(2~2.3%C、11~13%Cr、0.6~0.8%W),通过低倍、碳含量、金相分析,对其钢坯和钢材的大块碳化物进行了研究,结果表明:710kg钢锭的大块碳化物比1.2t钢锭严重,710kg钢锭的大块碳化物分布在锭身中部至头部的中心,最严重部位在距头部的1/4处,1.2t钢锭的大块碳化物分布在锭身中上部至头部的中心,最严重部位在距头部的1/8处;两种钢锭试制的∮32mm钢材的大块碳化物按JB/T7713标准评定,710kg钢锭的为5级,1.2t钢锭的为3级,采用1.2t钢锭试制可以满足≤3级供货要求。

冷作模具钢(Cr12MoV)短流程生产工艺实践

Cr12MoV扁钢主要采用模铸钢锭、多火次锻造、轧制成材的长流程工艺,生产效率低、成材率低、成本高、能耗高。为了解决冷作模具钢的导热性和塑性较差等问题,设计了90 t EBT-LF-VD-150 mm×630 mm连铸矩形坯和一火加热+15道次轧制成材的短流程工艺,成功开发Cr12MoV钢矩形连铸坯及轧制19 mm厚扁钢产品,连铸坯中心疏松1.5级,中心偏析≤1.0级,成品扁钢共晶碳化物不均匀级别≤3级,探伤质量等级达到A级,各项性能指标均满足标准要求。Cr12MoV冷作模具钢产品实现批量生产,取得了良好的经济效益。

热处理对冷作模具钢Cr12MoV微观组织及其力学性能的影响

为研究Cr12MoV的微观组织对其力学性能的影响,采用钢光板Cr12MoV为原材料,通过箱式电阻炉高温退火(860℃),淬火(950/980℃)和回火(210/520℃)制得样品后,采用X射线衍射仪、洛氏硬度、冲击试验机和金相显微镜等进行材料学分析检测。结果表明,最优的热处理方案为860℃退火+980℃淬火+520℃回火,此时组织中有着细小晶粒的索氏体和均匀析出的碳化物,有着较高的硬度(75 HRC)和最大的冲击韧性(36.07 J)。

调质处理对Cr8MoWV3Si钢组织及性能的影响

Cr8MoWV3Si是一种高耐磨性冷作模具钢,又称为ER5钢,具有优异的耐磨性能、抗压强度及韧性,加工性能良好,与常用的Cr12钢相比,使用寿命更长。分析了不同温度热处理条件下Cr8MoWV3Si钢的强度、硬度、韧性等力学性能指标,利用扫描电子显微镜、光学显微镜及能谱分析仪对Cr8MoWV3Si钢的组织进行研究,发现调节热处理参数可获得良好的强韧性,调质处理后的组织为回火索氏体,具有良好的综合力学性能。

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%。

Cr12Mo1V1冷作模具钢CCT曲线及球化组织退火工艺

Cr12Mo1V1冷作模具钢合金含量高、导热性较差,对其轧制坯设定合理的退火工艺尤为重要。利用Gleeble热模拟试验机测定了Cr12Mo1V1冷作模具钢的相变膨胀曲线,结合金相组织和硬度检测获得了该钢的CCT曲线,同时研究了不同退火工艺对组织的影响规律。结果表明,Cr12Mo1V1冷作模具钢中珠光体组织的转变相区在600~827℃,贝氏体组织的转变相区在300~500℃,马氏体组织转变的临界冷速为0.5℃/s;随着冷速的增加,硬度逐渐增大,在冷速0.5℃/s时达到最大值并趋于稳定;当退火工艺中奥氏体化温度为890~920℃时,碳化物球化效果不佳,且部分碳化物沿晶界析出;当退火工艺中奥氏体化温度为850~860℃时,组织由细小粒状珠光体和少量未转变的残余奥氏体构成;随球化保温时间延长,碳化物的球化效果越好。结合CCT曲线可确定,退火工艺中的奥氏体化温度宜接近Ac1相变点,但不能超过该温度。

典型冷作模具钢性能与失效关系的探讨

通过对比几种典型冷作模具钢的处理工艺及其力学性能,综合分析了该类模具钢失效的3种类型,即过载失效、磨损失效和疲劳失效的形态和特征;重点探讨了高硬度冷作模具钢的表面开裂敏感性、缺口断裂性能和断口分形维数与工艺参数的关系,提出一些提高冷作模具断裂抗力、减少模具早期失效的途径。

多类型超细碳化物冷作模具钢DM9热处理工艺研究

应用相平衡热力学计算和根据碳化物随温度变化规律 ,研制的冷作模具钢DM9,因存在多类型碳化物 (M6 C ,M3C ,M2 3C6 、M7C3和MC) ,在常规的锻轧加工和退火工艺条件下 ,碳化物颗粒具有超细化特征。该钢因不同类型碳化物晶体结构不同 ,溶解及析出长大的热力学和动力学差异 ,使淬火温度范围加宽 ,95 0℃淬火 2 2 0℃回火或 110 0℃淬火 5 6 0℃回火 ,硬度≥ 6 2HRC 。

冷作模具材料性能分析及其选用

模具材料作为制造模具的基础,它的性能和热处理工艺对模具寿命有着决定性的影响。冷作模具性能要求包括耐磨性、韧性、强度、抗疲劳性能和抗咬合性。冷作模具材料热处理工艺性能主要包括:淬透性,淬硬性,耐回火性,过热敏感性,氧化脱碳倾向,淬火变形和开裂倾向等。冷作模具钢按成分和性能可分为碳素工具钢、高碳低合金钢、高耐磨模具钢、高速钢、基体钢、无磁模具钢、硬质合金及钢结硬质合金。合理地选用冷作模具材料并进行精确的成形加工和适当的热处理,能够有效的提高模具使用寿命。

回火温度对新型冷作模具钢显微组织和性能的影响

由于莱氏体钢中含有大量的碳化物,常用的AISID2冷作磨具钢具有很高的耐磨性,但由此而易于崩裂且不易锻造及线切割加工。为此,调整其成分和热处理工艺而开发了一种新型模具钢(实验钢)。采用金相显微镜、硬度计及冲击实验机研究了回火温度对该新型钢显微组织硬度和冲击韧性的影响。结果表明,在1050℃淬火及500℃回火处理时,实验钢与D2钢相比所含碳化物较少且颗粒尺寸较小,而且在各种回火温度下其冲击韧性和硬度均高于D2钢。例如经500℃回火处理,其硬度与冲击韧性分别为HRC64和45J/cm2·由于排除了其中的粗大又不均匀的碳化物,实验钢组织大为改善,由此而消除了在使用中的崩裂失效现象并延长了使用寿命·

常用冷作模具钢的气体渗氮与耐磨性研究

研究了9种常用冷作模具钢的气体渗氮层结构和渗氮速度，对比了不同材料渗氮层的耐磨性。结果表明，高速钢和基体钢渗氮层表面不易形成ε相层；Cr12型冷作模具钢高温（1110℃）淬火后渗氮，表面可形成ε相层，而中温（960～980℃）淬火后渗氮则在渗层中形成网状ε相。这三类高合金钢制的模具，均可利用气体渗氮提高耐磨性，且以Cr12MoV钢气体渗氮后的耐磨性最佳；低合金钢模具，不能用气体渗氮提高耐磨性。

高品质冷作模具扁钢DC53-S的质量水平研究

采用金相、硬度测试和冲击韧度测试等手段,对国内外DC53冷作模具扁钢进行对比研究。结果表明,我国高品质DC53钢在洁净度、碳化物尺寸控制和力学性能等方面均和国外先进水平相当,某些方面甚至好于国外DC53钢。

冷作模具钢的选择及应用

综述了冷作模具钢的性能及分类,指出了传统冷作模具钢的局限性和新型冷作模具钢的优势。从化学成分、组织结构、力学性能和使用寿命等方面,对新型冷作模具钢如低合金冷作模具钢—GD(6CrMnNiMoVSi)钢、基体钢—65Nb(65Cr4W3Mo2VNb)钢和CG-2(6Cr4Mo3Ni2WV)钢、高韧性高耐磨性冷作模具钢—LD (7Cr7Mo2V2Si)钢和GM(9Cr6W3Mo2V2)钢等,进行对比和实例分析,指出应合理选择及应用新型冷作模具钢,从而提高模具使用寿命。

高韧性冷作模具钢(DS钢)的研究及应用

试验研究与应用表明 ,新型冷作模具钢 (DS钢 0 .6 0C 1.15Cr 0 .5 0W ( 0 .1～ 0 .4)Mo ( 0 .1～ 0 .3)V)有高韧性、耐冲击、优良的工艺性能和高的使用寿命。其性能高于CrWMn、Cr12MoV和

热处理对冷作模具钢Cr8WMo2V2SiNb组织和力学性能的影响

研究了1000～1240℃淬火,以及1100℃淬火+200～580℃回火对25 kg真空感应炉冶炼的Cr8WMo2V2SiNb钢(%:0.96C、1.11Si、7.79Cr、1.79Mo、2.16V、0.96W、0.60Nb)Φ13 mm锻材的淬火组织和晶粒度,淬-回火组织、硬度和冲击功的影响。结果表明,Cr8WMo2V2SiNb钢1 100℃淬火后的硬度HRC值为64.5;1100℃淬火+520℃回火有明显二次硬化效应,硬度达到最大值-HRC62.5,并有较好的韧性,冲击功为8.7 J。

高耐磨冷作模具钢的热处理工艺研究

在实验电阻炉中对一种高耐磨冷作模具钢进行热处理工艺试验,通过金相显微镜观察、洛氏硬度测定和失重法耐磨性分析,研究热处理工艺对材料碳化物组织、硬度和耐磨性的影响。试验结果表明,采用980℃和1020℃淬火热处理工艺均能使试验钢获得良好的组织和较高的硬度,最佳热处理工艺为980℃淬火+180℃×2次回火,最佳工艺下的试验模具钢比Cr12MoV模具钢磨损量减小两倍以上。

热处理工艺对SDC90新型冷作模具钢组织与性能的影响

为了确定SDC90新型高强韧冷作模具钢的热处理工艺,采用光学显微镜、洛氏硬度计和冲击试验机等对其显微组织、硬度和冲击性能进行了研究,并与Cr12MoV钢进行了对比。结果表明:SDC90钢中的莱氏体、碳化物比Cr12MoV钢的更细小、分布更均匀;经1 040℃淬火和210℃回火后,其硬度与Cr12MoV钢的相当,而冲击功却是它的2倍;该钢经1 080℃淬火和540℃回火后,其硬度和冲击功均高于Cr12MoV钢的;该钢的高硬度与良好的强韧性配合可大大提高模具的使用寿命。

高速精密磨削9CrWMn冷作模具钢的磨削力和比磨削能

分析了高速精密磨削9CrWMn冷作模具钢的机理,采用DEFORM软件对高速磨削模具钢9CrWMn过程进行了磨削力仿真。使用高精密高速平面磨床对模具钢9CrWMn进行了高速精密磨削试验,并在线测量了多种工况下的磨削力。结果表明:在其他两组工艺参数不变时,随着工件进给速度增加,磨削力特别是法向磨削力会增大近45%;法向磨削力和切向磨削力随着砂轮的线速度上升而下降,法向磨削力下降近33%;磨削深度对磨削力影响较大,大的磨削深度对法向磨削力的影响尤其显著,可使法向磨削力增大近100%。分析了磨削工艺参数对比磨削能的影响规律,结果显示:随着磨削深度和工件进给速度的增大,比磨削能呈比较明显的下降趋势,符合磨削加工中的尺寸效应;随着砂轮线速度的增大,比磨削能呈上升趋势。最后,对高速磨削前后工件表面的微观形貌进行了对比分析,磨削力试验结果和仿真理论分析相一致。