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012Al强韧性冷热两用型模具钢

(1)材料的特性

5Cr4Mo3SiMnVAl简称012A1,是基体钢类型的冷热两用型模具钢。作为冷作模具钢,具有较高的强韧性,良好的耐热性和冷热疲劳性,淬透性和淬硬性均较好。它与碳素工具钢、低合金工具钢以及Cr12型钢相比,具有较高的韧性;作为热作模具钢,它与3Cr2W8V钢相比,具有较高的温度强度和较优良的热疲劳性能。这种钢用于标准件行业的冷镦模和轴承行业的热挤压模,使用寿命比原钢种有较大的提高。

012Al钢经淬火回火后再经离子硫氮碳共渗处理,其耐磨性和抗咬合性能最好。

(2)供货状态

退火态,硬度255HBW,压痕直径≥3.8mm。

(3)化学成分

C

Cr

Mo

V

Si

Mn

Al

0.47%~0.57%

3.80%~4.30%

2.80%~3.40%

0.80%~1.20%

0.80%~1.10%

0.80%~1.10%

0.30%~0.70%

(4)典型应用举例

1)用于冷挤模、冲裁模、冷镦模、拉深模、弯曲模等冷作模具。

2)适用于制作冲孔凹模。

3)比较适于制作要求一定强韧性的冷镦冷冲模具。

4)用于冷挤模具或模具的冷挤成形。

5)用于槽用螺栓热锻模、热挤压冲头等。

6)可以代替3Cr2W8V、Cr12MoV钢使用。

7) 012Al钢切边模真空淬火后,每副模具由原来的切10件,提高到507件,使用寿命提高50多倍。

8)通过对该钢进行氮碳共渗,并在切边模上试验,模具使用寿命是原工艺生产工件的2倍。

9)012A1钢冷镦模经1120℃加热淬火,560℃ × 2h × 2次回火,硬度60~63HRC,使用寿命较60Si2Mn钢有显著提高。

10)经淬火+深冷处理+回火的012Al钢M24切边模使用寿命从8000件提高到80000件。

11)可用于气门热精锻模具。

12)用于制作热挤压模、精锻模、非铁金属压铸模等,有良好的使用效果。

(1)物理性能

1)临界点温度(近似值)Ac1 = 837℃、AC3 = 902℃、Ms = 277℃,凝固点 = 1460℃。

3)线胀系数温度:20~200℃/20~300℃/20~400℃/20~500℃/20~600℃/20~700℃ ,线胀系数 11.02 × 10-6K-1/ll.21 × 10-6K-1/12.38 × 10-6K-1/13.00 × 10-6K-1/12.43 × 10-6K-1/12.21 × 10-6K-1。

(2)热加工规范

加热温度1100~1140℃,开始温度1050~1080℃,终止温度≥850℃,热加工后缓冷(砂或坑冷)。

(3)等温退火规范

以≤50℃/h的速度随炉缓慢升温,加热至(860±10)℃,保温4h,炉冷至710~720℃,保温6h,再炉冷至500~600℃,出炉空冷。

(4)淬火、回火规范

淬火温度1090~1120℃,油冷,回火温度580~620℃。

(5)切边模真空淬火

切边模真空热处理工艺如图16所示。

图16  切边模真空热处理工艺

经真空热处理后,硬度高、韧性好。

(6)热作模具淬火、回火规范

淬火温度(1100±10)℃,保温时间30s/mm,油冷,回火温度(590±10)℃,回火两次,硬度52~54HRC。

(7)用于热变形模具

淬火温度(1100±10)℃,保温时间30s/mm,油冷,回火温度560℃/610℃,硬度60~62HRC/52~54HRC。

(8)淬火+深冷处理+回火

1100℃淬火,先经lOO℃热水煮0.5h,-196℃ × 2h深冷处理,再在20℃水中处理。560℃ × 2h × 2次回火。

(9)硫氮碳共渗处理规范

共渗温度(540±10)℃,保温lh,NH3量400L/h,到温后以20L/h的速度加CS2 + C2 H5OH混合液蒸汽。

硫氮碳共渗处理后具有良好的耐磨和抗咬合性能。

(10)气体渗氮和气体氮碳共渗规范

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