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DC53模具鋼的基本性能分析

DC53是在SKD11(Crl2MoV)基礎上改進的冷作模具鋼,常規熱處理條件下,殘余奧氏體幾乎全部分解,一般可省略深冷處理,在較強硬度下仍可保持較高的韌性。

DC53經1040℃淬火和520~530℃高溫回火后,硬度HRC可達62~63,韌性為Crl2MoV的兩倍,是目前常用的冷作模具鋼中最高的,且切削性、磨削性較好,電加工變質層殘余應力小,殘余奧氏體極少,碳化物細小并分布均勻。因模具受力情況較復雜,有些模具工作零件需具備一些特殊的力學性能,若按標準的熱處理工藝往往無法達到理想的工作性能要求,需通過熱處理對硬度、韌性和耐磨性等基本特性作適當調整,以達到模具最佳工作狀態.淬火溫度和回火溫度則是熱處理的主要工藝參數,本文著重研究DC53的回火特性。

實驗中,對DC53熱處理規范略作一些變化,適當調整了淬火溫度,回火溫度取6檔,即100℃,200℃,300℃,400℃,500℃,600℃。100℃回火選用101-2型干燥箱進行加熱,其余采用SX-25-12型箱式電阻爐加熱,每個回火溫度取兩個試樣。硬度測試選用金屬洛氏硬度試驗,在常溫下進行,采用HBRVU-187.5型布洛維光學硬度計。沖擊試驗采用10mm×10mm×55mm無缺口試樣,在JB30B沖擊試驗機上進行,沖擊能量為0.3KN.m或0.15KN.m。實驗結果與分析

1、硬度值對每個試樣各取3個不同位置點測硬度,得出各回火溫度下的硬度值,綜合各試樣的硬度值,DC53在100~500℃回火時,硬度值變化并不大;在400℃中溫回火時硬度略高,標準熱處理回火后的硬度峰值一般在520℃左右;在600℃高溫回火后,硬度大幅下降,平均HRC硬度值僅為52.4,故回火溫度不宜太高。沖擊韌性回火后,磨去試樣表面的氧化脫碳層,測出不同回火溫度下各試樣的沖擊值,綜合各試樣的沖擊值,DC53在200℃回火時,平均沖擊值達到60J/cm2以上.在500℃回火時,沖擊韌性較差,表現出一定的高溫回火脆性。600℃以上回火沖擊韌性很好,但硬度大為下降,達不到使用要求.實驗結果表明,DC53總體回火穩定性較好,在一定回火溫度范圍內,硬度和沖擊值變化不大;在400~500℃回火時韌性大幅度下降,出現回火脆性現象;在600℃回火時,試樣的韌性很高,沖擊值達到85J/cm2,但硬度大幅下降。在生產中,對于一些硬度、耐磨性要求不太高而韌性要求較高的冷作模具可采用高溫回火;對硬度要求較高,同時又要具有較高韌性的冷作模具,宜采用200℃左右的低溫回火。其他回火溫度下的硬度和沖擊值可采用合適的計算方法(如插值法、函數逼近等)預測,再用實驗驗證。淬火態試樣中碳化物呈斷續細帶狀分布,200℃回火后碳化物呈均勻分布,且組織內幾乎不存在大塊狀碳化物,故韌性較好。從斷口形貌看,200℃回火組織斷口的解理臺階遠少于淬火態試樣,5000倍金相中的斷口有一些小而淺的韌窩,顯示其有一定的韌性?;鼗鸷?,殘余奧氏體轉變較充分,碳化物細小并分布均勻,使韌性增加。論

2、適當調整淬火溫度后,DC53在200℃回火時硬度和沖擊韌性都較高;在400~500℃回火時硬度較高,韌性大幅度下降;在600℃回火時沖擊韌性很高,硬度顯著下降。形狀復雜的精密沖模、修整模、冷軋輥輪等工模具宜采用低溫回火工藝,以使模具工作零件獲得高硬度、高韌性、耐磨性好、強度高,可有效延長模具壽命,防止過度磨損、變形、開裂等早期失效現象。受沖擊載荷較大的復雜模具可采用低淬高回工藝,以得到較高的沖擊韌性,防止模具產生脆性斷裂現象。

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