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案例分析通過改進熱處理工藝提高Cr12MoV和Cr12鋼制冷拉深模具壽命


Cr12鋼是一種應用十分廣泛的冷作模具鋼,屬于高碳高鉻型萊氏體鋼,在目前市售的冷作模具鋼中Cr12類鋼至少占1/3的份額。Cr12鋼由于有良好的耐磨性和熱處理畸變小,多用于制造受沖擊負荷較小的要求耐磨的冷沖模及沖頭、拉絲模、壓印模、搓絲板、冷拉深模具及螺紋模等模具。
Cr12MoV鋼與Cr12鋼屬于同一類的高碳高鉻萊氏體鋼。和Cr12相比,Cr12MoV鋼碳含量低,且加入適量Mo和V,碳化物不均勻度有所改善。Cr12MoV鋼具有高的淬透性,淬火時,體積變化小,又有高的耐磨性和良好的綜合力學性能,所以可以應用于制造截面大、形狀復雜、經受較大沖擊力的各種模具,例如,形狀復雜的沖孔凹模、沖模、硅鋼片落料模、切邊模、滾邊模、拉絲模、鋼板冷拉深模具、搓絲板等。
東莞市弘超模具科技有限公司致力于模具鋼材應用研究,專業銷售冷鐓模具鋼、冷擠壓模具鋼以及其它高品質模具鋼材(瑞典一勝百模具鋼、日本大同模具鋼、瑞典烏德霍姆工具鋼UDDEHOLM、德國葛利茲模具鋼Groditz、日本日立模具鋼Hitachi Metals以及國產新型模具鋼、基體鋼、火焰淬火鋼、無磁模具鋼、空冷鋼、紅沖模具鋼等),提供冷拉深模具失效分析及冷拉深模具壽命解決方案“一站式”服務。以下是東莞市弘超模具科技有限公司技術中心通過三個案例來分析,如何通過改進熱處理工藝提高Cr12MoV和Cr12鋼制冷拉深模具壽命。

案例一:Cr12MoV鋼制冷拉深模具通過離子滲氮提高模具使用壽命
冷拉深模具離子滲氮前進行常規淬火回火處理,轉精加工成品,最終進行離子滲氮處理。
離子滲氮在LD-60型爐中進行。通入氨分解氣,氣壓保持在5~8×l02Pa,電壓為500~600V,電流密度為1mA/m2,500℃×5h滲氮。滲氮層總深度為0.12mm,化合物層深為15μm,硬度為1200HV。
Cr12MoV鋼制冷拉深模具經離子滲氮后,使用壽命由原常規處理的0.2萬件,提高到5萬件。

案例二:Cr12MoV鋼制牙膏管冷拉深模具通過氧硫氮共滲提高模具使用壽命
牙膏管冷拉深模具采用Cr12MoV鋼制造。采用常規熱處理,模具壽命只有幾千件;經真空熱處理后,模具使用1萬件就發生磨損失效;采用離子滲氮后,平均使用1.8萬件,個別達3萬件;而采用氧硫氮共滲后,平均壽命3.5萬件,個別達6萬件。氧硫氮共滲工藝簡介如下:
⑴、共滲介質:采用S02、N2、H2三元共滲。流量由L2B型轉子流量計測控,溫度由FU-2型鎧裝熱電偶測量。更多資訊,盡在東莞弘超模具鋼材專業網站www.syfukang.com。
⑵、熱處理工藝:
①、淬火回火工藝。1020℃淬油,560℃×2h×2次回火。硬度為51~53HRC。
②、離子氧硫氮共滲工藝。滲劑成分(質量分數)為SO21.29%+N215% +H2。共滲工藝為560℃x2h。表層硬度為1000~1200HV。

案例三:Cr12鋼制造的冷拉深模具經滲鉻淬火復合處理提高模具使用壽命
滲鉻可以提高模具的耐磨性、耐蝕性、抗氧化性和耐熱疲勞性,可提高模具使用壽命1-3倍。
⑴、滲劑配方:美國D.A.L法固體粉末滲鉻滲劑配方(質量分數)為60%鉻鐵粉(65%鉻,0.1%碳,余為鐵)+0.2%氯化銨+39.8%無釉陶土。國內固體粉末滲鉻的滲劑配方(質量分數)為50%鉻粉(Cr≥98%,粒度0.154~0.071mm)+ 48%氧化鋁(經1100℃焙燒,粒度0.104~0.071mm)+2%氯化銨。氧化鋁為稀釋劑,防粘結,氯化氨為催滲劑。真空粉末滲鉻劑配方(質量分數)為30%鉻鐵粉+70%氧化鋁。
⑵、固體滲鉻工藝:1050~1100℃×6~12h,滲后滲層厚度為0.02~0.08mmo
真空粉末滲鉻時,滲鉻劑與工件一同裝爐后抽真空。真空度達13.3~133Pa時,關閉機械泵。密封升溫至950~1100℃,爐內壓力一般保持在9.8×104Pa左右,保溫5~10h。滲層厚度為0.01~0.03mm。
⑶、模具滲鉻后的熱處理:模具滲鉻后,須經淬火回火處理。其工藝可按常規工藝進行:980℃加熱淬油,180~200℃回火。表面滲層硬度為1560HV,基體硬度為63~65HRC。
⑷、滲鉻后的組織及其應用效果:滲鉻層組織為鉻的碳化物(Cr、Fe)7C3和含鉻的鐵素體,次層為貧碳層。滲鉻模具一般的變形規律為內孔收縮,外徑脹大,變形量約20~50μm。經上述滲鉻淬火復合處理后的拉深模,在拉深1mm厚08F鋼板時,一次可拉深900件以上;而原來常規處理(未滲鉻)的模具,只拉深200~300件。

相關產品資訊:CPM10V、SLEIPNER、CALDIE、VANADIS 4 EXTRA、VANADIS 30、DC53、65Nb(6Cr4W3Mo2VNb)、LD(7Cr7Mo2V2Si)、CH-1(7CrsiMnMoV)、GD(6CrNiMnsiMoV)、Cr5Mo1V等。

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