1坠诈、沖裁模模具鋼組織的強(qiáng)化機(jī)理 

　　在沖裁板件時搞疗，由于單位負(fù)荷較大(≥200MPa)嗤朴、被沖裁材料的應(yīng)力狀態(tài)較復(fù)雜娱仔，在分離過程中模具切削刃的發(fā)熱溫度較高(200℃)沐飘，故沖裁模的耐用度在大多數(shù)情況不能滿足板料沖壓生產(chǎn)的要求。

　　為提高沖裁模的耐用度牲迫，研制了三種新型模具鋼耐朴。它是通過提高模具鋼內(nèi)的碳化物相數(shù)量和改變其類型，達(dá)到最大提高沖裁模耐用度的盹憎。但是筛峭，因提高了碳化物的不均勻性，這時模具鋼的機(jī)械性能可能變壞陪每，因此影晓，必須在模具鋼內(nèi)同時添加某些活性元素，例如檩禾，釩和鉬可改善組織內(nèi)各元素的分布捉瘟，并且可提高模具鋼的物理機(jī)械性能和使用性能。鉬可部分替換碳化物內(nèi)的鉻原子，而釩可減小合金滲碳體的總量铲锭，從而可促使顯著減小模具鋼微體積內(nèi)的化學(xué)成分和碳化物的不均勻性市缠。

　　形成的碳化物M7C3與顯著數(shù)量的鉻(達(dá)8%～9%)有關(guān)系，從而常降低合金化的效果纫蝗。為排除這種現(xiàn)象羔辉，在鋼內(nèi)必須添加0.4%～0.8%Ti，從而可減小α固溶體內(nèi)的含碳量仇韩，提高馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度睁衰，并可促使減少組織內(nèi)的殘余奧氏體數(shù)量(達(dá)7%～10%)。此外塌纯，減小含碳量可促使獲得韌性較好的母體蝴趾，并可導(dǎo)致提高應(yīng)力源內(nèi)的松弛程度，這對模具鋼工作過程甚為重要隆肪。

　　在用形成碳化物的活性元素(Mo愿味，V，Ti等)合理的合金化基礎(chǔ)上怀樟，研制了有效的組織強(qiáng)化機(jī)理功偿。它可保證改善模具鋼的綜合性能，部分減小鋼內(nèi)碳化物成因的化學(xué)成分不均勻性往堡，并可排除或難于使鉻原子從固溶體內(nèi)轉(zhuǎn)移到碳化物中械荷。

　　上述元素的難熔碳化物在淬火溫度t淬＝1040～1080℃時未溶解，可保證奧氏體保持較細(xì)晶粒虑灰，從而有較高的抗脆性破壞水平和抗彎強(qiáng)度水平吨瞎。此外，在r→α轉(zhuǎn)變時增加最分散的MC類型碳化物的體積份額穆咐，可提高馬氏體形核中心的數(shù)量颤诀，從而同樣促使馬氏體轉(zhuǎn)變溫度M始、M終的提高和晶粒的細(xì)化对湃，并使模具在使用時其切削刃的金屬難于流動崖叫，從而提高模具的耐磨性。

　　馬氏體轉(zhuǎn)變的開始溫度M始和終了溫度M終與模具鋼成分和淬火溫度的變化曲線

　　2熟尉、沖裁模模具鋼的化學(xué)成分

　　已確定归露，在含6%～12%Cr的模具鋼內(nèi)，活性元素特別是Ti(達(dá)0.7%)坠街，與Mn种烫、Cr和Mo最佳結(jié)合，可促使形成較高質(zhì)量的組織相墅失，并可提高模具鋼的強(qiáng)度(σb≥3400MPa～3600MPa)鼻御，耐磨性和耐熱性(t≥450～500℃)揭轰。含0。2%～0贰筹。9%鉬少炎，可抑制分散的脆性顆粒沿馬氏體晶界析出，并可明顯提高模具鋼在淬火和回火后的沖擊韌性前挡。釩與鈦可細(xì)化晶粒提高模具鋼的耐磨性峡审。釩與鉬、硅可保證模具鋼各種性能的滿意結(jié)合屎谆，而在添加鈦時可提高它們對耐磨性影響的效果拨聚。

　　用形成碳化物的活性元素合金化的高鉻對淬火時過熱的敏感性較小，保證細(xì)晶粒的淬水溫度區(qū)域被顯著擴(kuò)大琐览，從而可建立碳化鉻和其它元素在奧氏體內(nèi)較大溶解的條件丑瞧。

　　統(tǒng)計處理鉻的分布數(shù)據(jù)表明，添加鈦可促使擴(kuò)大鉻在固溶體內(nèi)的濃度區(qū)間蜀肘，并使其右移绊汹，從而證明用形成碳化物過程中獲自由的鉻，可提高模具鋼金屬母體的合金度扮宠。

　　淬火后鉻的分布區(qū)間1.Crl2MoV鋼2.Cr5V3SiTi鋼3.Cr12MOSiMi鋼4.Cr3MnVTi鋼n.Cr的分布頻率在上述研究的基礎(chǔ)上西乖，研制出三種沖裁模模具鋼的合理化學(xué)成分，列于表1涵卵。

　　表1沖裁模模具鋼的化學(xué)成分

　　鋼  化學(xué)元素含量(%) 

　　C  Mn  Si  Cr  Mo  V  Ti 
　　Cr3MnVTi  1.15∽1.25  1.0∽1.2  0.45∽0.52  2.8∽3.4  0.2∽0.3  1.0∽1.2  0.55∽0.08 
　　Cr5V3SiTi  1.75∽1.85  ≥0.8  0.9?1.2  4.6∽5.4  0.2∽0.4  2.3∽3.2  0.4∽0.7 
　　Cr12MoSiTi  1.75∽1.85  0.3∽0.6  0.7∽1.0  441∽2.5  0.65∽0.95  0.3∽0.5  0.4∽0.7 

　　3浴栽、新型模具鋼的機(jī)械性能

　　已確定，在含鉻量3%以上的模具內(nèi)轿偎，形成碳化物較活性的元素與錳、鉻和鉬最佳結(jié)合被廓，可提高模具鋼在熱處理后的強(qiáng)度和耐磨性坏晦，見表2。

　　表2熱處理最佳規(guī)范和模具鋼的機(jī)械性能

　　鋼 　  溫度(oC)  硬度(HRC)  抗彎強(qiáng)度極限(MPa)  沖擊韌性 (MJ/m3) 

　　淬火  回火 

　　Crl2MoV  1000~1020  200~220  61~62  2700~2900  0.35~0.4 
　　Cr3MnVTi  980~1000  180~200  61~63  3200~3700  0.35~0.45 
　　Cr5V3SiTi  1020~1060      

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