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机械加工用精密钢管的淬火问题

9Mn2V机械加工用精密钢管的碳化物不匀称性和表面淬火裂口相关性比CrWMn钢小,脱碳相关性比9SiCr钢小,而淬透性比碳素工具钢大,其售价只比后面一种高约三十%,所以是一个非常值得宣传应用的机械加工用精密钢管钢种。但9Mn2V机械加工用精密钢管也具有某些弊端,如断裂韧性不高,在生产销售应用中发现有碎裂现象。除此之外,热处理回火可靠性不好,热处理回火溫度通常不超过一百八十℃,在两百℃热处理回火时抗压强度及柔韧性逐渐产生低值。

9Mn2V机械加工用精密钢管可在硝盐、热油等冷却能力较为缓和的表面淬火介质中表面淬火。针对某些变型规定严苛而强度规定又不是很高的模具,可采用奥氏体等温表面淬火。

尺寸大、形状复杂、重负荷的冷作模具。须采用中合金或高合金钢无缝精密光亮管,如Cr12Mo,Cr12MoV,Cr6WV,Cr4W2MoV等。除此之外,还有采用高速钢的。

近年来,用髙速钢做冷作模具的倾向已日趋增大。但需要强调,这个时候已不会是借助高速钢所独有的红硬性优势,反而是用它的高淬透性和高耐磨性能。为此,此类精密光亮管在热处理方式上,也应有所区別。采用髙速钢做冷作模具时,通常不应采用高温表面淬火和高温热处理回火,而应采用低溫表面淬火和中温热处理回火,以提高柔韧性,同时保持了高速钢高淬透性、高硬度、高耐磨性能的特点。

例如,W18Cr4V机械加工用精密钢管在制造刃具时,常用1280~1290℃表面淬火,以使红硬性的元素(W,Cr,V)更多地融入基材;而制造冷模具时,则应采用1190℃的低溫表面淬火和四百五十℃的中温热处理回火工艺。随着表面淬火溫度的降低,机械加工用精密钢管中未溶碳化物量不断增大,基材中的固溶碳量及合金元素含量不断降低。降低表面淬火溫度时,虽然强度有所下降,但耐磨性能变化不大,试样表面淬火变型减小,断裂韧性值有明显的提高。

采用低溫表面淬火后,可使冷作模具的使用期限大幅提升,尤其是明显降低了折损问题,除此之外,针对重负荷冷作模具的需要,也相应地发展了一类专用机械加工用精密钢管,这就是常用的高铬型冷作模具钢,即Cr12型机械加工用精密钢管。Cr12型钢是指莱氏体钢,其铸态结构中有网状结构共晶碳化物,所以造成机械加工用精密钢管的脆性增大。为此,在机加工之前,应对精密厚壁钢管原材料进行合理的锻造。

许多文献介绍,Cr12型钢锻造加热时,采用三个阶段加热:400~600℃,第一次预热;800~900℃,第二次预热;1150~1200℃,高温加热。始锻溫度为1030~1100℃,终锻溫度为850~900℃,锻后应缓冷(砂冷或石灰冷),最好能及时进行球化退火处理。

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