Cr12MoV模具钢的原材料及其热处理工艺对模具使用寿命的影响
http://www.weld21.com 2007-09-05 15:59 

1.概 述

  冷伯模使用寿命的长短是一个与模具设计、模具材料、热处理工艺及使用方法等方面有关的综合性问题。我公司常用的冷作模具材料为Cr12MoV钢。由于Cr12MoV钢属莱氏体钢,原始组织往往有较严重的碳化物偏析,这不公会增加模具热处理时变形或开裂的可能性,而且直接影响到模具的使用寿命。因此一般在使用该钢时都需要经过锻造和预先热处理。

  我公司由于条件限制,自己制造的用于轻载冲裁的模具未经锻造便直接使用,效果较好。下面本文就着重阐述一下我公司在现有条件下,如何选择冷作模材料及其热处理工艺来提高模具使用寿命的途径和应用情况。

2.提高模具使用寿命的途径

  由于未经锻造的Cr12MoV钢在热处理时变形或开裂以及在生产过程中出现崩刃等现象的产生,主要是由原材料组织中存在较严重的碳化物偏析而引起的,那么我们在选择材料时便特别注重比较原材料的金相组织。通过比较发现,有些钢厂生产的Cr12MoV钢原材料的金相组织的碳化物细小呈断续网状,分布比较均匀。

  实践证明,采用这种原材料金相组织比较理想的Cr12MoV钢不经锻造而直接使用,也能取得比较理想的使用寿命,而那些原材料金相组织的碳化物粗大、分布不均匀的Cr12MoV钢不经锻造而直接使用,寿命往往比较低。

  在生产中,对Cr12MoV钢一般有两种不同的热处理工艺,即一次硬化法淬火和二次硬化法淬火。由于我们对冷作模的热硬性要求不高,所以采用了一次硬化法淬火。Cr12MoV钢采用一次硬化法淬火,淬火温度一般取1030~1050℃,但在实践中发现,使用该温度淬火时奥氏体晶粒比较粗大,从而降低了模具的力学性能。为此,我们采用了比正常淬火温度低的温度970~990℃淬火,结果模具使用寿命得到了提高。这是由于采用较低加热温度淬火时,奥氏体晶粒比较细小,多而提高了模具的韧性和强度。

3.应用情况

  我公司生产的尾门铰链垫片落料冲孔复合模、引擎盖撑杆固定板落料模、车体垫片落料模、车体垫片冲孔模等到一些轻载冲裁模,均采用原始组织较理想的Cr12MoV钢并未经锻打而直接制造,选择的热处理工艺为一次硬化法:970~990℃淬火,200℃回火。

  我们从2001年2月至2002年6月应用该类模具进行生产,每副模具至少冲裁了2万件产品,多的达10万件,均未发现有模具失效。

  由于我公司生产的模具数量不多,模具制造成本相对较高,减少锻造和预热处理(球化退火)两道工序,能大大节约能源,有效降低制造成本。以球化退火为例,用30kW的箱式电炉球化退火,每炉需耗电350~400kW.h。

4.结 语

  (1)Cr12MoV钢的原材料碳化物状况对模具寿命有限大影响。选用碳化物细小、分布均匀的Cr12MoV钢在不经锻造的情况下,用于制造较载冲裁模,也能获得比较满意的使用寿命。
  (2)Cr12MoV钢的淬火温度也影响着模具的使用寿命。选择970~990℃淬火、200℃回火的热处理工艺有利于提高其使用寿命。

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