1。3 CrWMn钢
根据GB/T 1299-1985标准[10],CrWMn钢的标准成分如下表1。1所示:
表1。1 CrWMn钢的标准成分
C% Si% Mn% S% P% Cr% Ni% Cu% W%
0。90~1。05 ≤0。40 0。80~1。10 ≤0。03 ≤0。03 0。90~1。20 ≤0。25 ≤0。30 1。20~1。60
CrWMn钢具有优良的力学性能和物理性能。在退火后,硬度可以达到207~255HB;在淬火后,硬度可以达到62-66HRC。钢的电阻约为0。24x10-6 Ω·m,饱和磁感在1。82~1。86T[11]。
CrWMn钢中含有的金属元素W,属于碳化物形成元素。在钢淬火和低温回火后,具有较高的硬度和耐磨性。同时,元素W,还可以细化晶粒,使得钢获得良好的韧性[12]。金属元素Cr,可以显著提高钢的强度、硬度和耐磨性,但在一定程度上,会使钢的塑性韧性减低[13]。Cr使属于中强的碳化物形成元素,使A3和A1温度上升,GS线向左上方移动。金属元素Mn,在钢中,具有提高钢的硬度、耐磨性和韧性的作用,可以提高钢的淬透性。
CrWMn钢在工业中,广泛倍应用于模具、量具以及刀具[14]。作为一种冷挤压模,不仅可以运用于铝件、铜件的凹凸模,还可以运用在要求高精密、形状复杂的模具上,除此之外与,也可以加工成薄钢板[15]。
1。4 CrWMn的热处理工艺
CrWMn钢制成一般模具的制造工艺路线为:下料 → 锻造 → 球化退火 → 粗加工 → 淬火和回火 → 精加工 → 装配[16]。
1。4。1 CrWMn钢球化退火
在热处理工艺中,球化退火通常是指使钢中的碳化物形成球状化,或者获得球状的珠光体的退火工艺。通过球化退火,可以使钢的硬度降低,改善钢的窃喜性能;获得良好的热处理工艺性能,比如减少淬火裂纹、变形和过热敏感性;获得良好的综合机械性能,提高钢的塑性、韧性,增长使用寿命。
球化退火包括了低于Ac1点温度的球化退火、往复球化退火和一次球化退火。其中一次球化退火是目前工业生产中,使用最为广泛的球化退火工艺。CrWMn钢中的金属元素碳的质量分数在0。9~1。05%之间,球化退火温度应控制在700~730℃范围内,加热温度应避免过高,否则奥氏体容易出现片层状珠光体,导致球化过程难以进行;保温时长根据钢的大小、尺寸以及钢中的合金元素含量确定,在球化退火的加热保温时间上,保温时长俞长,则奥氏体的碳浓度俞均匀,片状珠光体出现;冷却速度控制在20℃/h左右;通过球化退火,可以有效消除CrWMn钢中由锻造产生的内应力。
1。4。2 CrWMn钢的淬火
淬火是指把钢加热到临界点Ac1或Ac3以上,保温并随之以大于临界冷却速度(Vc)冷却,以得介稳状态的马氏体或者下贝氏体组织的热处理工艺[17]。淬火的基本目的重要几点:提高工具、渗碳零件和其他高强度耐磨机器零件等的硬度、轻度和耐磨性;获得良好的综合机械性能;以及改善钢的物理和化学性能[18]。
从20世纪60年代以来,淬火工艺得到空前发展,各种新式淬火工艺的出现为热处理工艺带来一片繁荣。不同的淬火工艺,针对不同的金属合金,具有的效果也是有差别的[19]。