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Cr12MoV鋼是目前國內(nèi)廣泛使用的冷作模具鋼。該鋼具有淬透性好、硬度高、耐磨、熱處理變形小等優(yōu)點，但該鋼也有明顯的缺點，即脆性大，工具在工作時要承受較大的沖擊載荷，因此如何提高其強韌性，防止過早斷裂失效，是用戶經(jīng)常需要解決的問題?，F(xiàn)在已有研究的基礎(chǔ)上，針對熱加工生產(chǎn)中影響Cr12MoV鋼性能的諸因素，介紹一些提高其冷作模具壽命的具體方法和措施。
1、原材料改鍛
Cr12MoV屬于高碳高鉻萊氏體鋼，碳化物含量高，約占20％，且常呈帶狀或網(wǎng)狀不均勻分布，偏析嚴重，而常規(guī)熱處理又很難改變碳化物偏析的狀況，嚴重影響了鋼的力學(xué)性能與模具的使用壽命。而碳化物的形狀、大小對鋼的性能也有很大的影響，尤其大塊狀尖角碳化物對鋼基體的割裂作用比較大，往往成為疲勞斷裂的策源地，為此必須對原材料軋制鋼材進行改鍛，充分擊碎共晶碳化物，使之呈細小、均勻分布，達到碳化物<3級，纖維組織圍繞型腔或無定向分布，從而改善鋼材的橫向力學(xué)性能鍛坯加熱可采用低溫裝爐，緩慢加熱，二級預(yù)熱（一級預(yù)熱500一550度，保溫2——3h；二級預(yù)熱800·900 ℃，保溫1一2h），然后升溫至加熱溫度用50m60 ℃，保溫巧一2 ℃ m n皿，并經(jīng)常翻轉(zhuǎn)，確保均勻熱透。坯料的始鍛溫度為1000一1060 ℃，鍛造時對鋼坯從不同方向進行多次鐓粗和拉拔，并采用“二輕一重"法鍛造，即坯料始鍛時要輕擊，防止斷裂，在980一1020 ℃中間溫度可重擊，以保證擊碎碳化物，在接近終鍛溫度即約950 ℃時再度輕擊，以防止出現(xiàn)內(nèi)裂紋，終鍛溫度為850一 900 ℃。鍛后采取坑冷或箱冷等方式緩冷，以免因產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力而引發(fā)裂紋。計算的鍛造比為3一5，實際一般控制在2——3。
實踐證明，對于中小尺寸規(guī)格的模具，通過改鍛，能有效改善和控制碳化物的形態(tài)、大小及分布，通過后續(xù)熱處理，可得到較為理想的強韌性組織，從而較大幅度地提高模具壽命。但當(dāng)尺寸規(guī)格較大時，反復(fù)徽拔對改善碳化物偏析效果不大，還會導(dǎo)致變形的方向性和強韌性降低。
2、改進預(yù)各熱處理
Cr12MoV鋼鍛后常采用球化退火作為預(yù)備熱處理，以獲得均勻、細小的球狀碳化物，降低硬度，改善切削加工性能，同時為后續(xù)的淬火做好組織準(zhǔn)備。當(dāng)常規(guī)球化退火工藝效果不理想時，可采用鍛后調(diào)質(zhì)處理，即鍛后稍作停留，讓奧氏體回復(fù)和廾始再結(jié)晶，然后立即淬火，700一750 ℃回火?；蛟诰庸で霸黾覿道調(diào)質(zhì)工序，也可利用鍛后余熱直接進行球化退火或循環(huán)球化退火，其退火工藝見圖。 3、熱處理工藝
對于Cr12MoV鋼，一般有三種熱處理工藝：
（1）采用低溫淬火低溫回火，即950——1000 ℃加熱淬火，200 ℃回火。
（2）采用高溫淬火高溫回火，即1100 ℃左右加熱淬火，500——520 ℃回火。
（3）用中溫淬火中溫回火工藝，即1030 ℃左右加熱淬火，400 ℃左右回火。方法一可獲高硬度及較高韌性，但抗壓強度低；方法二可獲較高硬度及抗壓強度，但韌性較差；方法三，可獲較高硬度和抗壓強度，強韌性適中。我們采用改進工藝，見圖二，進行中溫淬火低溫回火。由于中溫加熱可完全奧氏體化，而合金元素未完全熔于奧氏體內(nèi)，免得到過飽和的馬氏體；采用低溫回火可保證所需硬度，二次回火可使淬火應(yīng)力充分消除。采用改進工藝，可獲得較高硬度和韌性，又可獲得高抗壓強度，從而保證模具壽命。
4、采用深冷處理工藝
Cr 12M0v鋼經(jīng)常規(guī)1 020一1040 ℃淬火后，殘余奧氏體量較多，約占30％，硬度、耐磨性不足，且易出現(xiàn)磨削裂紋，使模具提早破壞。深冷處理過程中，由于奧氏體：轉(zhuǎn)變成馬氏體，以及超細碳化物析出，使鋼的硬度、沖擊韌性及耐磨性都得以提高，從而顯著提高了Cr 12MoV鋼的力學(xué)性能和模具壽命，屬于簡單易行的強韌化熱處理工藝。圖三為經(jīng)深冷處理后三角形大塊狀殘余奧氏體馬氏體體分割細化的情況。
通過觀察，發(fā)現(xiàn)在原淬火馬氏體晶粒內(nèi)部有微細碳化物彌散析出，主要分布
在馬氏體的孿晶帶上。圖四是微細碳化物的透射電鏡照片。
烴實際檢驗深冷處理能大幅度提高Cr12MoV鋼的性能，例如：
（1）Cr12MoV鋼經(jīng)1030 ℃加熱淬火，180 ℃回火，一四6 ℃深冷處理，200 ℃回火，其ak值比常規(guī)熱處理提高21％，用此工藝處理的電機硅鋼片扇形沖模的1次刃磨平均壽命由2.6一3萬件提高到7.7 --7萬件，提高1一2倍，刃磨次數(shù)由9一14次減少至5一7次。
（2） Cr12MoV鋼經(jīng)1 03090淬火，100 ℃回火，一160 ℃深冷處理 2h，500 ℃回火兩次，與常規(guī)熱處理相比，其沖擊韌性變化不大，硬度提高1一2HRC，抗彎強度提高約5％，耐磨性大幅度提高，可使M 12rnm螺母冷徽模壽命提高2倍，鋁合金壓鑄模壽命提高1倍以上。
（3） Cr 12MoV鋼經(jīng)1000 ℃加熱，300 ℃分級淬火，180 ℃2次回火，放人液氮中深冷處理，取出放人60一70 ℃熱水中解凍，巧0一 200C回火。經(jīng)此工藝處理的縫紉機梭架冷擠壓凹模壽命由未經(jīng)深冷處理的3萬次提高到5萬次。