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公司新闻

SKD11热处理工艺

[发布日期:2012-09-28 23:48:31 浏览量:5501 文章来源:http://www.topchn.com]

SKD11热处理工艺

SKD11为日本工具钢牌号,日立和大同钢厂都有生产,日立产SKD11商品名为SLD(最新改良版称作SLD-MAGIC),大同钢厂商品名为DC11。两者在大陆均有设厂,在业界最为知名,价格也最高。

  这个牌号目前国内也有生产,钢质与日本钢相差无几,但是价格很有优势。以下为日本日立的产品资料:日本日立HITACHI  SLD高耐磨冷作工具铬钢

  JIS G4404(SKD11)/AISI D2  化学成分/CHEMICAL COMPOSITION  C Si Mn Cr Mo V P S
    1.50 0.25 0.45 12.00 1.00 0.35 ≤0.025 ≤0.01


     出厂硬度/DELIVERY HARDNESS

   软性退火至约HB210 (Soft Annealed Approximately HB210)

   特性/FEATURES
    高耐磨的通用冷作模具钢;淬火性佳,热处理变形少。   
其优点1,进行了真空脱气精炼,因此内部质量极为清洁

     2,机械加工性良好

      3,淬透性良好,空冷就能硬化,无需担心淬裂

    4,热处理变形非常小,淬火偏差极小,最适合有精度要求的模具

    5,耐磨性极为优秀,最适合用作锈钢或高硬材料的冲裁模

   6,韧性良好.

  用途/APPLICATIONS

   此钢易于车削,并宜制锋利刀口、剪刀、圆锯、冷或热作修整模、滚筒边、螺丝纹、线模、铣刀、冲击模、圆型滚筒、制电力变压器心冲模、切割钢皮轧刀、钢管成型滚筒、特殊成型滚筒、精密规、形状繁杂之冷压工具、心轴、冶金、锡作模、塑胶模、螺钉头模等。


    使用方法
      1.“淬火+回火”状态下使用

   2.“淬火+冷处理+回火”状态下使用(适于高精度与尺寸稳定要求)

   3.“淬火+回火+氮化处理”状态下使用(适于表面高硬度要求)

   4. 深冷处理 为获得最高硬度和尺寸稳定性,模具在淬火后立即深冷-70摄氏度至-80摄氏度,保持3-4小时,然后再回火处理,经深冷处理的工具或模具硬度比常规热处理硬度高1-3HRC。 形状复杂和尺寸变化较大的零件,深冷处理有产生开裂的危险。

   5. 氮化处理 模具或工件氮化处理后,表面形成一层具有很高硬度和一定耐蚀性的硬化组织。

          6. 在525℃氮化的处理,工件表面硬度约为1250HV,氮化时间对渗层影响如下表所示。氮化时间(小时) 20 30 60 渗氮层深度mm 0.25 0.30 0.35

   7.在570℃软氮化处理,工件表层硬度约为950HV。通常软氮化处理2小时,硬化层深度可达到10-20um. 磨削加工模坯或工作在低温回火状态,磨削容易产生磨削开裂。为防止裂纹发生应采取小的磨削进给量多次磨削,同时辅加良好的水冷条件。

   线切割加工形状复杂或尺寸较大的模具,最终成行采用线切割加工时,通常会遇到开裂现象发生。   为防止开裂,建议采用气淬及高温回火处理,以降低热处理应力,或对模胚进行腔预加工处理。


    热处理
      淬火:先预热700~750℃,再加热至1000~1050℃在静止空气中冷却,如钢具厚度在6寸以上者加热至980~1030℃在油中淬硬更佳。

   回火:加热至150~200℃,在此温度中停留,然后在静止空气中冷却。

   硬度:HRC 61以上。

   退火:加热至800~850℃,在此温度停留1~3小时,在炉中任其渐冷。

   锻制:1050~950℃。

 

 

以Cr12MoV钢硅钢片凸模为例:
    制造工艺为:下料→锻造→球化退火→机加工→最终热处理→磨削。最终热处理工艺为:淬火加热温度1030℃,回火220℃。虽然在机加工之前,毛坯经过改锻,但热处理后模具使用寿命不高。
    (1)凸模失效分析
    通过对26个失效的凸模分析,发现模具失效的原因是劈裂与折断,其折断位置基本处于凸模长度方向的中间位置,劈裂位置全部处于韧口底部,凸模断裂前后的尺寸和形状没有变化,在断裂过程中没有发现任何塑性变形,全是脆性断裂。失效凸模化学成分:1.65C、 0.36Si、 0.30Mn、12.1Cr、0.46Mo  0.23V、0.027S、0.026P。金相组织:回火马氏体+碳化物+残余奥氏体,其中残余奥氏体含量较多,碳化物大小不均,有的颗粒较大,且大块碳化物还带有棱角。
    Cr12MoV钢属于莱氏体钢,大块的共晶碳化合物尽管在锻造中已被击碎,但颗粒仍然较大,且分布不均,这些粗大且有棱角的碳化物降低了凸模的强度和韧性。工作时凸模受到较高载荷的作用,易在块状碳化物棱角与基体的交界处萌生疲劳裂纹,并沿着纵向向上发展,由此可见凸模的早期失效主要是疲劳断裂,而疲劳断裂的疲劳源主要处于刃口部位和中间部位带有棱角碳化物与基体的交界处。只有通过锻造工艺和热处理工艺对大块的共晶碳化物的形态改变来提高钢的强韧性。
    另外淬火低温回火后组织中有较多的残余奥氏体,其含量大约在30%以上,使模具硬度不够,耐磨性不足。因为冲裁硅钢片的凸模要求剪切刃口锋利,冲裁过程中刃口一经磨钝,冲下来的孔边就会产生毛刺,所以凸模在使用中稍有钝角必须磨削修刃,修刃的同时凸模的长度缩短,当凸模的长度减少到一定程度就报废了,因此模具寿命不高。除了加强锻造工艺外,在正常模具热处理的基础上增加深冷处理工艺。深冷处理其实是淬火的延续,是利用过冷度来增加马氏体转变的驱动力,随着深冷温度降低,过冷度增加,残余奥氏体向马氏体转变越完全。另外深冷处理还能促进从淬后形成的马氏体中析出超微细碳化物,其数量和扩散程度明显大于未经深冷处理者,这些从马氏体中析出的高度弥散的碳化物,可使基体的抗压强度升高,冲击韧性提高,即提高强韧性。这些碳化物的析出,将会使材料的耐磨性、耐热性、硬度等性能显著提高。在凸模经1030℃油淬后,在≦25min时间内,将模具放入液氮中进行深冷处理;深冷处理后再对材料采用220℃回火.。用新工艺处理52副凸模在冲裁同一批硅钢片的条件下,与原工艺处理的凸模进行比较实验,经深冷处理的52副凸模中,合格率达到95%以上,使用寿命提高了8倍。由于韧性、疲劳强度的提高,避免了凸模的断裂,显著提高了凸模的使用寿命,降低了电机用硅钢片的生产成本,提高了生产厂的经济效益。