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DC53模具钢研发及使用寿命是多少?

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DC53模具钢研发及使用寿命是多少?

发布日期:2018-08-20 作者: 点击:

青岛DC53模具钢是日本大同特殊钢对SKD11改良后的新型冷作模具钢,克服了SKD11高温回火硬度和韧性不足的弱点,将在通用及精密模具领域全面取代SKD11的高强韧性通用冷作模具钢。韧性在冷作模具钢中较为突出,常规热处理条件下,残余奥氏体几乎全部分解,一般可省略深冷处理,在较强硬度下仍可保持较高的韧性。

制造的工具很少出现裂纹和开裂,大大提高了使用寿命。经高温回火减少了残余应力。大型模具和要求精密的模具在线切割加工时因高温回火可减轻残余应力及消除残余奥氏体,能防止产生龟裂和变形。且切削性、磨削性较好,电加工变质层残余应力小,残余奥氏体极少,碳化物细小并分布均匀。由于预热及后热温度均较低,修补焊接作业较简便。

主要用途:精密冲压模;线切割加工的精密冲裁模及各种用途冲压模;难加工材料的塑性变形用工具;冷锻、深拉和搓丝用模;高速冲裁冲头、不锈钢板冲头。

化学成分(质量分数,%):1。00 C;0。91 Si;0。32 Mn;8。00 Cr;2。00 Mo;0。28 V;0。007 P。

热处理:经1040 0C淬火和520 } 530℃高温回火后,硬度可达62 } 63 HRC,是目前常用的冷作模具钢中最高的,用10 mm x 10 mm x 55 mm无缺口试样,冲击能量为0. 3 kN " m或0. 15 kN " m。平均冲击值达到60J/}耐以上。在100 } 500℃回火时,硬度值变化并不大;在400℃中温回火时硬度略高,标准热处理回火后的硬度峰值一般在 520℃左右;总体回火稳定性较好,在一定回火温度范围内,硬度和冲击值变化不大;在400 } 500℃回火时出现回火脆性现象;在600℃回火时,试样的韧性很高,冲击值达到85 J/cmZ,但硬度大幅下降。200℃回火组织断口的解理台阶远少于淬火态试样,5000倍金相中的断口有一些小而浅的韧窝,显示有一定的韧性。回火后,残余奥氏体转变较充分,碳化物细小并分布均匀,使韧性增加。

形状复杂的精密冲模、修整模、冷轧辊轮等工模具宜采用200℃左右的低温回火工艺,低温回火后碳化物呈均匀分布,且组织内几乎不存在大块状碳化物,故韧性较好,使模具工作零件获得高硬度、高韧性、耐磨性好、强度高,可有效延长模具寿命,防止过度磨损、变形、开裂等早期失效现象。受冲击载荷较大的复杂模具可采用低淬高回工艺,以得到较高的冲击韧性,防止模具产生脆性断裂现象。可进行在表面硬化处理进一步提高模具性能。

青岛DC53模具钢的性能主要取决于材料的成分与热处理工艺,通过添加合金元素和优化热处理工艺,可以很好的改善模具钢的性能。合金元素主要是通过在钢中与铁元素形成固溶体或溶入铁的碳化物渗碳体中,从而影响合金相的组成或相的转变。目前常用的合金元素主要有以下几种:

⑴Cr 元素:Cr 在钢中主要根据含量不同分别形成合金渗碳体或碳化物,可以阻碍 C 原子扩散,使材料具有很好的奥氏体稳定性。同时由于 Cr 元素的溶入,使C 曲线向右发生移动,降低了钢的临界冷却速度,提高了淬透性,使钢的强度和韧性得到提升。但这也间接的增加了钢的回火脆性,尤其在高 Cr 钢中比较明显。

⑵Mo 元素:Mo 在钢中既可以与 C 形成化合物,也可以溶于铁素体和奥氏体中形成固溶体。Mo 也是使 C 曲线右移元素之一,通过 Mo 的溶入降低了钢的临界冷却速度,提高了淬透性,其作用介于 Mn 与 Cr 之间。Mo 有很好的固溶作用,可以提高材料的硬度和强度,同时作为单一元素溶入时,Mo 可以增加钢的回火脆性,但与 Cr 和 Mn 等元素共存时,却又可以抑制其它元素带来的回火脆性。

⑶V 元素:V 是强碳化物形成元素,与 C 有很强的结合力,其碳化物硬度高,分散均匀,有很好的耐磨性。同时在转变中可以细化马氏体晶粒,降低有害元素 P带来的冷脆性。在实际应用中为了保持良好的加工性能,一般 V 元素的含量应控制在 1%以下。

⑷Mn 元素:Mn 元素是弱碳化物形成元素,其在钢中主要溶于铁素体,只有少部分与 C 形成合金渗碳体。其主要作用是具有很好的固溶强化效果,并可以在冷却转变中使 C 曲线向右偏移,降低了钢的临界冷却速度,提高了淬透性,增强钢的强度、塑性和热加工性能。同时 Mn 可以与有害元素 S 形成 MnS,降低产生热裂的危险。但也应该注意随着 Mn 含量的增加也会降低材料的抗腐蚀能力和焊接性能,所以 Mn 的含量应该控制在一定范围之内。

⑸Si 元素:Si 元素在钢中主要以固溶体的形态溶于铁素体或奥氏体中,其固溶效果类似于 Mn,可以有效提高钢的强度和塑性。但不同点在于 Si 元素不与 C 形成化合物,在一定温度下有强烈促进石墨化作用,尤其在中碳钢和高碳钢中比较明显。

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