DC53模具鋼基本性能

DC53是在SKD11(Crl2MoV)基礎(chǔ)上改進(jìn)的冷作模具鋼，常規(guī)熱處理?xiàng)l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(qiáng)硬度下仍可保持較高的韌性。 一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

DC53經(jīng)1040℃ 淬火和520~530℃高溫回火后，硬度HRC可達(dá)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(zhì)層殘余應(yīng)力小，殘余奧氏體極少，碳化物細(xì)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(xué)性能，若按標(biāo)準(zhǔn)的熱處理工藝往往無(wú)法達(dá)到理想的工作性能要求，需通過(guò)熱處理對(duì)硬度、韌性和耐磨性等基本特性作適當(dāng)調(diào)整，以達(dá)到模具最佳工作狀態(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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)中，對(duì)DC53熱處理規(guī)范略作一些變化，適當(dāng)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(jìn)行加熱，其余采用SX-25-12型箱式電阻爐加熱，每個(gè)回火溫度取兩個(gè)試樣。 硬度測(cè)試選用金屬洛氏硬度試驗(yàn)，在常溫下進(jìn)行，采用HBRVU-187.5型布洛維光學(xué)硬度計(jì)。 沖擊試驗(yàn)采用10mm×10mm×55mm無(wú)缺口試樣，在JB30B沖擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，沖擊能量為0.3 KN.m或0.15 KN.m。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

⒈硬度值 對(duì)每個(gè)試樣各取3個(gè)不同位置點(diǎn)測(cè)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(shí)，硬度值變化并不大;在400℃中溫回火時(shí)硬度略高，標(biāo)準(zhǔn)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。 ⒉沖擊韌性 回火后，磨去試樣表面的氧化脫碳層，測(cè)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(shí)，平均沖擊值達(dá)到60 J/cm2以上.在500℃回火時(shí)，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(dá)不到使用要求. 實(shí)驗(yàn)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(shí)韌性大幅度下降，出現(xiàn)回火脆性現(xiàn)象;在600℃回火時(shí)，試樣的韌性很高，沖擊值達(dá)到85 J/cm2，但硬度大幅下降.在生產(chǎn)中，對(duì)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(duì)硬度要求較高，同時(shí)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(jì)算方法(如插值法、函數(shù)逼近等)預(yù)測(cè)，再用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.淬火態(tài)試樣中碳化物呈斷續(xù)細(xì)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(tái)階遠(yuǎn)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(xì)小并分布均勻，使韌性增加. 結(jié)論

⒈適當(dāng)調(diào)整淬火溫度后，DC53在200℃回火時(shí)硬度和沖擊韌性都較高;在400~500℃ 回火時(shí)硬度較高，韌性大幅度下降;在600℃ 回火時(shí)沖擊韌性很高，硬度顯著下降. ⒉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(qiáng)度高，可有效延長(zhǎng)模具壽命，防止過(guò)度磨損、變形、開(kāi)裂等早期失效現(xiàn)象. ⒊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

碳 c :1.00 硅 Si:0.91 錳 Mn:0.32 鉻 Cr:8.00 鉬 Mo:2.00 釩 V: 0.28 p:0.0007 DC53

DC53比一般模具鋼略重，密度為7.9g/cm 3

(1)被切削性，被研磨性良好。

被切削性，被研磨性皆比SKD11優(yōu)秀，所以加工工具壽命較長(zhǎng)，加工工時(shí)數(shù)較省。

(2)在熱處理上之優(yōu)點(diǎn)

淬火硬化能比SKD11高，所以可改善真空熱處理時(shí)硬度不足之缺陷。

(3)在線切割加工上之優(yōu)點(diǎn)

藉高溫回火可減輕殘留應(yīng)力及消除殘留沃斯田鐵，能防止線切割加工產(chǎn)生龜裂、變形之困擾。

(4)在表面硬化處理上之優(yōu)點(diǎn)

表面硬化處理后表面硬度比SKD11高，因此可提高模具性能。

(5)在修補(bǔ)焊接作業(yè)上之優(yōu)點(diǎn)

由于預(yù)熱及后熱溫度均比SKD11低，所以修補(bǔ)焊接作業(yè)較簡(jiǎn)便。

氮化處理:

工件經(jīng)氮化處理后表面獲得致密的硬化層組織，使工件的耐磨性與抗蝕性顯著提高。525 ℃氣體氮化處理后表層硬度約 1250HV ， 570 ℃軟氮化處理表層硬度約 950HV 。

1.沖栽模具、冷作成型模具、冷拉模具

2.成型軋輥、沖頭

精密沖壓模

線切割加工的精密沖裁模及各種用途沖壓模

難加工材料的塑性變形用工具

冷鍛、深拉和搓絲用模

其他

高速?zèng)_裁沖頭、不銹鋼板沖頭

D

DC53熱處理硬度高於SKD11，高溫(520-530℃) 回火后可達(dá)62-63HRC高硬度，在強(qiáng)度和耐磨性方面DC53超過(guò)SKD11。

韌性是SKD11的2倍，DC53的韌性在冷作模具鋼中較為突出，用DC53制造的工具很少出現(xiàn)裂紋和開(kāi)裂，大大提高了使用壽命。

線切割加工后的殘余應(yīng)力較小經(jīng)高溫回火減少了殘余應(yīng)力，線切割加工后的裂紋和變形得到抑制。

切削性和研磨性超過(guò)SKD11，DC53的切削性和研磨性優(yōu)于SKD11，使用DC53可增加工具模具壽命和減少加工工序。

DC53模具鋼材是對(duì)SKD11進(jìn)行改良的新型冷作模具鋼，其技術(shù)規(guī)范載于日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)G4404。它克服了SKD11高溫回火硬度和韌性不足的弱點(diǎn)，將在通用及精密模具領(lǐng)域全面取代SKD11。 其韌性是SKD11的2倍，DC53的韌性在冷作模具鋼中較為突出，用DC53制造的工具很少出現(xiàn)裂紋和開(kāi)裂，大大提高了使用壽命。

工件經(jīng)氮化處理后表面獲得致密的硬化層組織，使工件的耐磨性與抗蝕性顯著提高。525 ℃氣體氮化處理后表層硬度約 1250HV ， 570 ℃軟氮化處理表層硬度約 950HV 。