Cr12MoV鋼是目前國內廣泛使用的冷作模具鋼之一。該鋼具有淬透性好硬度高且耐磨、熱處理變形小等優點，常用于制作那些承受重負荷、生產批量大、形狀復雜的冷作模具，如冷沖、壓印、冷鐓、冷擠壓模等。但該鋼的顯著缺點是脆性大，常常導致模具的早期失效。因此，如何提高其強韌性，防止模具過早斷裂失效，是經常遇到且急需解決的問題。
    在生產中，對Cr12MoV鋼一般有兩種不同的熱處理工藝，即一次硬化法淬火和二次硬化法淬火。由于我們對冷作模的熱硬性要求不高，所以采用了一次硬化法淬火。Crl2MoV鋼采用一次硬化法淬火，淬火溫度一般取1030~1050℃。但在實踐中發現，使用該溫度淬火，模具的使用壽命不太理想。模具失效分析表明，熱處理因素影響最大，約占50%。東莞市弘超模具科技有限公司技術中心在已有研究的基礎上，針對熱處理生產中影響Cr12MoV鋼性能的諸多因素，分析評述了提高其模具壽命的熱處理工藝方法和措施。

⒈Cr12MoV 屬于高碳高鉻萊氏體鋼。碳化物含量高，且常呈帶狀或網狀不均勻分布，其形狀、大小及分布對鋼的性能影響很大，尤其大塊狀尖角碳化物對鋼基體的割裂作用較大，往往成為疲勞斷裂的策源地。經過改鍛，碳化物被擊碎，偏析狀況得到有效改善，但其形態還不理想，且鍛后硬度也偏高。因此Cr12MoV 鋼鍛后常采用球化退火作為預備熱處理，以獲得均勻、細小的球形碳化物，降低硬度，改善切削加工性能，同時為后續淬火做好組織準備。當常規球化退火工藝效果不理想時，可采用鍛后調質處理，即鍛后稍作停留，讓奧氏體回復和開始再結晶，然后立即淬火，700~750℃回火。或在精加工前增加一道調質工序。                        

⒉Cr12MoV鋼一般淬火溫度為1000~1040℃，而調質的淬火溫度可達1120℃，高的溫度一方面促進了較小碳化物的完全溶解，另一方面也促進了大塊碳化物尖角的局部溶解；而且，溶入基體的碳化物在隨后高溫回火過程中再度均勻彌散析出,使碳化物的形態，大小及分布得到改善,有利于提高模具的強韌性。

⒊Crl2MoV鋼經-196℃×12h深冷處理后的力學性能數據表明：在相同熱處理工藝條件下，經深冷處理比未深冷處理的抗斷裂應力，HRC值都有較大提高，特別是沖擊韌性提高0.7倍以上。
Crl2MoV鋼經-170℃，保溫時間分別選l~12 h，未深冷與深冷12h的力學性能對比，其中以保持12 h為最佳。Crl2MoV鋼深冷處理后的耐磨性，冷沖模具的正常失效形式主要是沖擊磨損失效，故試驗采用沖擊磨損試驗機，測定不同參數的磨損量，對比深冷處理后的效果，結果表明，深冷試樣的磨損量明顯低于未深冷的試樣，即耐磨性提高，在相同的熱處理和磨損次數條件下，經深冷處理的抗沖擊磨損性能明顯提高。
    深冷處理可以促使馬氏體(M)數量增加，殘余奧氏體晶粒變小。有資料指出，為了使裂紋不易產生，可以采取減小晶粒直徑形成的工藝方法。www.syfukang.com深冷處理細化了奧氏體晶粒，改變了金屬斷裂過程中的能量吸收狀態，導致鋼的強韌性提高。通過TEM觀察，發現在原淬火馬氏體晶粒內部有直徑為3~6nm的微細碳化物彌散析出，主要分布在馬氏體的孿晶帶上。由于微細碳化物的析出過飽和固溶體(M體)的軸比降低，即減少了馬氏體晶格畸變能，因此有利于提高鋼的韌性。微細碳化物的彌散分布還有利于彌散強化作用。
    深冷處理不僅提高了鋼的強韌性、耐磨性、模具壽命，而且能穩定模具尺寸，改善加工精度及表面質量，挽救一些尺寸超負公差的零件。所以可得出以下結論：
⑴、深冷處理可提高Crl2MoV鋼的強度、韌性和耐磨性；
⑵、強度的提高是由于點缺陷密度的增加和殘余奧氏體細化的結果；
⑶、耐磨性和韌性的提高是由于顆粒為3~6 nm微細碳化物析出的結果。

⒋增加調質處理模具除了要求基體具有足夠高的強韌性外，還要求表面具有高硬度、耐磨、耐蝕和低的摩擦系數、抗疲勞性能等。這些性能的改善，單靠材料的整體熱處理效果有限，也不經濟，而通過表面處理技術,如表面涂覆、表面改性或復合處理技術，改變模具表面的化學成分、組織結構及應力狀態等，往往可以收到事半功倍的效果。模具的表面處理方法很多，新的處理技術也不斷涌現但對Cr12MoV鋼模具而言,應用較多的主要有滲氮(N)及多元復合滲、硬化膜沉積技術等。
⑴、滲氮及多元復合滲。滲氮由于與模具鋼的淬火工藝有良好的協調性，處理溫度低，滲后不用急冷，模具變形極小，滲層硬度高、耐磨，抗疲勞，因此應用較早且廣泛。
Cr12MoV鋼1110℃淬火、540℃2次回火，經520~540℃滲氮2~6h后，表面硬度1042HV0.1，心部硬度775HV0.05(62.5HRC)；980℃淬火、180℃回火，滲氮2~6h后表面硬度1120HV0.1，心部硬度563HV0.05(53HRC)，耐磨性提高45%~67%。
    將Cr12MoV鋼的滲氮工藝和淬、回火結合起來的復合強韌化處理可得到細小彌散的B下與M的復相組織，以及少量的Ar,心表力學性能過渡均勻，滲層深度達300μm，使模具壽命大幅度提高。
在滲氮的同時，同時滲入硫(S)和氧(O)，模具表面不僅具有高的硬度、耐磨，減摩及抗咬合能力，而且能加速N的滲入，提高經濟效益。Cr12MoV鋼經真空1020℃淬火、560℃回火，然后在550℃進行時間為2h的離子O、S、N共滲，滲層厚度為0.16~0.18mm,表面硬度為1000~1200HV。如某日用化工廠用此工藝生產Cr12MoV鋼牙膏管冷擠凸模，平均壽命3.5萬件，是真空淬火回火處理的3.5倍，是離子滲氮處理的2倍。
    對Cr12MoV鋼先進行等離子滲氮，然后再采用等離子S、N、C共滲工藝，在其表面形成具有一定硬度梯度的硫化物層+滲氮層的復合表面層，能顯著提高其耐磨性及抗咬合性能，摩擦系數降低2/ 3。
    在滲氮或復合滲表面處理中，加入適量的稀土元素，不僅能提高滲速，而且能優化表面滲層的組織結構，改善表面的物理化學性能，強化表面，是延長模具壽命的新途徑。
⑵、硬化膜沉積技術。硬化膜沉積技術目前應用較成熟的有CVD、PVD、電火花涂敷等。CVD、PVD由于設備原因成本較高，只在一些精密、長壽命模具上應用；電火花表面涂敷由于方法簡單，效果好，因而實際生產中應用較為廣泛。
    采用PVD 技術在模具表面沉積TiN涂層，工藝性能好，原材料易得，無腐蝕和無染，且涂層硬度高，與基體結合牢固，在工業上得到了一定應用。TiN涂層可顯著提高模具鋼熱處理后在常溫下的耐磨性能、較低沖擊能量沖擊下的抗沖擊磨損性能、減摩性能，抗疲勞失效能力，以及耐高溫(500℃)性能等。
    采用離子注入技術在模具表面注入N+、WC等，可以有效地提高模具的硬度、耐磨性及疲勞強度。用滲硼和新型的等離子體浸沒式氮離子注入技術(PSⅢ)對Cr12MoV 鋼進行復合處理，可以在模具表面制備出含有立方氮化硼的表面硬化層，硬度高達48GPa ，并具有優良的摩擦性能。采用高能離子注滲WC技術，在一定深度的表層內形成碳化鎢富集的高耐磨層，其耐磨性比硬質合金稍差，但具有很好的硬度、紅硬性及強韌性。該工藝具有不氧化、不變形、表面粗糙度無變化等優點，只是設備造價高，限制了工業應用。
    利用電火花表面涂敷對模具表面進行強化，能顯著提高表面的硬度、耐磨性及耐蝕性。電火花強化后可進行磨削加工，不影響強化層的硬度及耐磨性。一般經強化后，模具壽命可提高數倍。Cr12MoV鋼落料及拉伸復合模經980℃淬火，400℃回火，硬度為48HRC，通過對模具刃口用WC電極進行電火花強化，涂層硬度達到1100HV以上，模具平均壽命10050件，比1040℃淬火+180℃×2h回火處理提高9倍。
    近年來，隨著工業用大功率激光器的價格下降及激光應用技術的日趨成熟，模具表面的激光淬火、激光涂敷技術也有了較大發展。模具采用激光表面淬火后可獲得細馬氏體和彌散分布的碳化物顆粒，清除網狀組織，并獲得最大硬化層深度以及最大硬度。Cr12MoV鋼凹模采用激光表面淬火，激光硬化層深0.12mm，硬度達到1200HV，壽命由沖壓2萬件提高到10~12萬件，提高4~6 倍。激光涂覆是用激光在模具表面覆蓋一層薄的具有一定性能的涂覆材料，如金屬或合金、化合物及其混合物等，以改善表面性能。激光涂敷技術是目前比較熱門的研究方向，但距離大規模實際應用還需要做大量的研究工作。

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