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新聞動態(tài)

DC53模具鋼回火特性及韌性分析

DC53模具鋼回火特性及韌性分析
對特種冷作模具鋼DC53在不同回火溫度下硬度和沖擊韌性的變化情況作了研究,結(jié)果表明,DC53在200℃ 左右回火時,既可保持較高的硬度,又具有較好的沖擊韌性,適合于制造精密沖模、修整模和冷軋輥輪,要求耐磨損、高韌性的模具工作零件。
一、DC53的基本性能
DC53是在SKD11(Crl2MoV)基礎(chǔ)上改進的冷作模具鋼,常規(guī)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(jīng)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*高的,且切削性、磨削性較好,電加工變質(zhì)層殘余應(yīng)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(fù)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(diào)整,以達到模具*佳工作狀態(tài).淬火溫度和回火溫度則是熱處理的主要工藝參數(shù),本文著重研究DC53的回火特性。
二、實驗設(shè)計
實驗中,對DC53熱處理規(guī)范略作一些變化,適當調(diào)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0.3 KN.m或0.15 KN.m。
實驗結(jié)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。
2、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60 J/cm2以上.在500℃回火時,沖擊韌性較差,表現(xiàn)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.
三、實驗結(jié)果分析
實驗結(jié)果表明,DC53總體回火穩(wěn)定性較好,在一定回火溫度范圍內(nèi),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(xiàn)回火脆性現(xiàn)象;在600℃回火時,試樣的韌性很高,沖擊值達到85 J/cm2,但硬度大幅下降.在生產(chǎn)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(shù)逼近等)預(yù)測,再用實驗驗證.淬火態(tài)試樣中碳化物呈斷續(xù)細帶狀分布,200℃回火后碳化物呈均勻分布,且組織內(nèi)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(tài)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.回火后,殘余奧氏體轉(zhuǎn)變較充分,碳化物細小并分布均勻,使韌性增加.
四、結(jié)論
    1、適當調(diào)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.
    2、形狀復(fù)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(xiàn)象.
    3、受沖擊載荷較大的復(fù)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(chǎn)生脆性斷裂現(xiàn)象。




編    輯:日加金屬制品(上海)有限公司技術(shù)部
題    目:DC53模具鋼回火特性及韌性分析
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