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高碳高铬冷作工具钢的主要性能及特点
日期:2015/4/27 14:14:58    阅读:

什么是冷作工具钢?什么是高碳高铬冷作工具钢?对这2个问题有很多人肯定还是不太明白的,简单的是“冷作工具钢”是一个大类,而“高碳高铬冷作工具钢”是一个小类,冷作工具钢当中包含了很多种类,比如高硬度高耐磨的DC53模具钢还有低碳的SKD1模具钢等等,这些都是冷作工具钢。而高碳高铬冷作工具钢是指铬(CR)含量在10-12左右的模具钢。
目前世界上高碳高铬冷作工具钢还是属于日本生产的,所以现在世界上用的最广泛的还是日本的SKD11,DC53等等。
   1 冷作工具钢的特点
是主要冷作工具钢的性能匹配情况。主要冷作工具钢的化学成分。冷作工具钢最重要的特性就是耐磨性。提高耐磨性的基本方法是提高钢的硬度。冷作工具钢一般要进行淬火回火,在硬度为 60HRC 左右的状态下使用。提高钢的 C 含量可以提高硬度。此外,添加 Cr、Mo、
V、W 等碳化物生成元素,使钢中含有 M7C3、M6C、MC 等硬质碳化物,可进一步提高钢的耐磨性,出碳化物的种类和特征。但碳化物量大时,钢的韧性和耐疲劳性下降。因此要根据用途选择适宜的冷作工具钢。
高 C 高 Cr 冷作工具钢
   高 C 高 Cr 冷作工具钢最有名的牌号是 SKDll.(15C-12Cr-1Mo 系)。SKDll 的最大特点是良好的耐磨性。由于 Cr 含量高,在母相中有粗大的 Cr 碳化物(M7C3),提高了耐磨眭。SKDl1 的淬透性良好,空冷就可以获得均匀的芯部硬度。SKDl1 的淬火温度是 1000-1040℃。这是真空热处理炉常用的淬火温度。耐磨性优于 SKDll 的冷作工具钢是 SKDl(2C-12Cr 系)。SKD1 的 C、Cr 含量多于 SKDll,所以粗大的 Cr 碳化物的量也多,使 SKDl 成为耐磨性极高的工具钢。由于粗大的Cr 碳化物量很多,所以韧性和耐疲劳性不如 SKD1l。由于 SKDl 的淬火温度是 950℃,与一般常用的淬火温度不同,并且淬透性差,必须油淬。所以很少使用 SKDl。
   在 SKDll 基础上已经开发出适用于不同用途的各种改良钢,得到了广泛应用。  3.38%Cr 冷作工具钢  8%Cr 系钢虽然没有纳入 JIs 标准中,但是得到广泛应用。该钢在 SKDll 的基础上,调整了成分,主要成分为 1C-8Cr-2Mo。8%Cr 系钢产生的背景是上世纪 70 年代,对淬火回火模具钢进行电火花放电加工十分普遍,但出现了电火花放电加工引起模具钢产生裂纹的问题。裂纹产生的主要原因是放电加工异常层去除不够,但也有淬火残余应力和韧性不足的原因。采用高温回火可以有效消除残余应力。但 SKDll 经高温回火处理后,得不到要求的硬度,而且韧性也不好。因此,在 SKDl1 的基础上,降低 c 和 Cr 含量,提高韧性,并添加较多的 Mo,使钢经过高温回火也可获得 62HRC 的高硬度,于是形成了 8%Cr 钢。8%Cr 的耐磨性不如 SKDll,但由于综合性能优良,在目前仍得到广泛应用,是与 SKDll 并列的冷作工具钢标准牌号。此后又开发出对 8%Cr 钢进行改良的钢种。
   由于日本经济长期低迷、工具钢生产企业全球化、东南亚各国工具钢制造技术的提高,日本工具钢企业为了生存,降低成本和缩短交货时间成为当务之急。在这种背景下,提高切削性和降低热处理变形成为缩短交货时间的有效手段。SKDll 系钢中的粗大硬质碳化物多,切削性差,而且热处理后工件尺寸变化大,尺寸修正要花费时间,所以迫切要求开发出切削性好、热处理变形小的工具钢。目前已经开发出的切削性好、热处理变形小的 8%Cr 改良钢投放于工具钢市场。
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