為了克服高速工具鋼的缺點,提高使用壽命,重載沖裁模具可選用 降碳降釩 高速鋼6 W6Mo5 Cr4V(6W6)和以高速鋼成分為基礎,添加少量的其它元素構成的高強韌性模具鋼 — 基體鋼,如 65Nb鋼、LD鋼、012AL鋼、CG-2 鋼等等 。
( 1)6 W6Mo5 Cr4V (6W6)鋼 為高強韌性高速鋼,由于降低了碳化物的含量和分布均勻性,使其在保持硬度和耐磨性的同時,抗彎強度、沖擊韌性和塑性都有顯著提高,雖然耐磨性略低,仍可用低溫 氮碳共滲提高 表面硬度和耐磨性。其熱處理工藝和高速鋼W6Mo5Cr4V2相似。
( 2 ) 6Cr4W3Mo2VNb (65Nb) 鋼 65Nb 鋼取自 W6Mo5CrV2 鋼正常 淬火后的基本成分,碳含量比高速鋼低,碳質量 分數(shù) 的中限為 0.65% ,故名 65Nb 。各合金元素在鋼中的作用和在高速鋼中相似, 另加入 3% 的 Nb 可形成高穩(wěn)定性的碳化物 NbC ,能有效阻止奧氏體晶粒長大,改善鋼的力學性能和工藝性能。這種鋼具有較好的耐磨性和較強的高溫韌性,可以代替 Cr12MoV 、 W18Cr4V 鋼,用于重載沖裁模和冷擠壓模、 冷鐓模 。
65Nb 鋼鍛造和退火工藝性能良好,熱處理溫度范圍寬,淬火溫度可以在 1080~1180 ℃,回火溫度在 520~600 ℃之間選擇。當采用比 W6Mo5CrV2 鋼正常 淬火溫度低的溫度淬火后,其組織 為在碳含量 較低的馬氏體基體上均勻 分布有細粒狀未溶碳化物。通過熱處理參數(shù)的調整,可以得到不同的強度、韌性、耐磨性配合,以適合不同模具的性能要求。 65Nb 鋼的熱處理工藝: 1080~1180 ℃鹽浴爐加熱( 15~20s/mm )油 淬, 520~560 ℃ 回火 2 次,硬度 57~63 HRC 。
( 3 ) 7Cr7Mo2V2Si (LD) 鋼 LD 鋼含碳、 含鈷量高于 65Nb ,含釩量也較高。 釩可細化 晶粒,提高耐磨性。因此其抗壓、抗彎強度和耐磨性均高于 65Nb 由于具有良好的強韌性和耐磨性,因而適于制造各種重載模具。
LD 鋼的推薦熱處理工藝: 850 ℃預熱, 1100~1150 ℃ 淬火; 油冷后 530~570 ℃ 回火 2~3 次,每次 1~2 小時,硬度 57~63 HRC 。
( 4 ) 5Cr4Mo3SiMnVAL (012AL) 鋼 012AL 鋼中加入質量分數(shù)為 0.3~0.7% 的鋁,目的是為了細化晶粒,提高鋼的沖擊韌性和熱加工塑性,加 Si 則為了強化基體。 012AL 鋼強韌性高,綜合性能好,通用性強,是冷、熱兼用型模具鋼。其抗彎強度及撓度高于 W18Cr4V 高速鋼,代替高速鋼作模具時很少發(fā)生折斷現(xiàn)象??梢杂米髦泻癜辶蠜_裁模具和 各類冷 、熱作模具。
012AL 鋼的推薦熱處理工藝: 1090~1120 ℃鹽浴爐加熱( 30s/mm )油 淬, 510 ℃ 回火 2 次, 每次油冷 2 小時 ,硬度 60~62 HRC 。
( 5 ) 6Cr4Mo3Ni2WV(CG-2) 鋼 CG-2 鋼在成分中加 Ni ,強化了基體,改善了韌性和高溫性能。同時增加 Mo 減少 W ,以降低碳化物的偏析。 CG-2 鋼具有高的強度和強韌性,在熱處理到高硬度時仍能維持良好的韌性,較好地解決了高硬度與韌性的合理配合。但鍛造塑性較差,退火后硬度偏高。亦可用作中厚板料沖裁模具和 各類冷 、熱作模具。
CG-2 鋼的熱處理工藝:淬火溫度 1100~1140 ℃加熱( 20s/mm ), 油冷 , 540 ℃ 回火 2 次,每次 2 小時,空冷,硬度 60~62 HRC 。