cr12mov模具钢应用的主要问题与热处理研究进展

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1、黄石市东鑫特钢有限公司，专业生产工模具钢，百年大冶特钢技术。QQ：Cr12MoV模具钢应用的主要问题与热处理研究进展1引言近20年来，我国模具工业发展非常迅速，尤其是近几年．模具需求一直以每年15％左右的速度快速增长,国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了强大的动力。Cr12MoV钢属于高耐磨微变形冷作模具钢，其特点是具有高的耐磨性、淬透性、微变形、高热稳定性、高抗弯强度，仅次于高速钢，是冲模、冷镦模等的重要材料，其消耗量在冷作模具钢中居首位。该钢虽然强度、硬度高，耐磨性好，但其韧度较差，

2、对热加工工艺和热处理工艺要求较高，处理工艺不当，很容易造成模具的过早失效。Cr12MoV钢常用的加工工艺是：下料一锻造一球化退火一机械加工一淬火+低温回火一平磨一线切割加工一组装。Cr12MoV钢碳化物级别应不大于2级.其化学成分要求见表1。Cr12MoV钢属于高碳高铬钢，含碳量和含铬量高，形成了大量的碳化物和高合金度的马氏体。使钢具有高硬度、高耐磨性。Cr12MoV钢中的钼增加钢的淬透性并且细化晶粒，钒能细化晶粒增加韧度。又能形成高硬度的VC，以进一步增加钢的耐磨陛。铬又使钢具有高的淬透性和回火稳定性。由于Cr的大

3、量存在，钢液结晶时析出的大量共晶碳化物(主要是硬度很高的铬铁复合碳化物(Fe，Cr)7C3，)极为稳定，常规热处理无法细化。即使经压延后，在较大规格钢材中。仍保留明显的带状或网状碳化物，碳化物分布不均匀，而带状或网状碳化物区是一个脆性区，其塑性、韧度差，不能承受大的冲击力，裂纹很容易在这里萌生与扩展，往往成为裂纹产生的主要原因。较大的碳化物周围常常有空洞、位错等缺陷汇聚，在交变负荷的作用下，这些缺陷进一步聚集和扩展便可萌生疲劳裂纹。碳化物偏析严重，在碳和合金元素富集的区域，钢的熔点降低，易导致模具热处理时过热，使碳和

4、合金元素在奥氏体中溶解度减少，降低淬火后的硬度，且导致碳合金元素富集区与贫乏区之间产生大的组织应力，从而增大模具热处理后的变形量。为了碎化、细化共晶碳化物，把粗大的枝晶状共晶碳化物打碎、提高碳化物分布的均匀性，细化碳化物的粒度。—般Crl2MoV使用时都需要进行锻造和预先热处理，以减少碳化物的不均匀分布，为后续淬火、回火提供优良的原始组织。另外，通过添加微量锌元素进行变质处理口j会加速共晶碳化物热处理粒化的动力学过程，促进了共晶碳化物的粒化。目前导致Crl2MoV这种高碳、高铬钢模具损坏的因素很多，但主要的还是锻造工

5、艺和热处理工艺造成的。线切割加工有时也会引起模具开裂。碳化物的不均匀与残留应力的分布是影响模具使用寿命的决定因素。2锻造黄石市东鑫特钢有限公司，专业生产工模具钢，百年大冶特钢技术。QQ：2．1温度控制Cr12MoV钢导热性差，锻造温度较窄，加热速度不能太陕。加热要均匀⋯。一般锻造最好选择在单相区进行。较高的锻造温度易于塑性变形。但Crl2MoV钢共晶温度较低(约l150℃)，稍不注意就会发生过热和过烧。过低的开锻温度使得开停锻温度范围变窄，相应要增加变形火次。过低的终锻温度会产生加工硬化，产生内外裂纹。终锻温度如选在

6、Aam线以上，则会在锻后的冷却过程中，沿着晶界析出二次网状渗碳体，这将使得锻件的力学性能大为下降。如选在Aam和A1线之间的温度区间锻造，由于塑性变形的机械破坏作用，可使析出的二次网状渗碳体呈弥散状。Crl2MoV的终锻温度应控制在Aam线以下、Al线以上50～100℃。2．2锻造方法在锻造方法上。对于Crl2MoV这样的高碳高铬钢。一般的轴向镦粗、拔长法使坯料心部的变形量不大，无法完全消除组织中的带状碳化物和粗大、不均匀的碳化物组织。用这样的坯料制成的模具会产生组织的不均匀和力学性能的各向异性，增加淬火裂纹和使用脆

7、断的倾向。一般应采用变向锻造法(包括十字镦拔法和三向镦拔法)。而且要严格按照正确的锻造操作规程进行。镦拔的次数应视碳化物不均匀的级别和对锻件碳化物不均匀级别的要求而定。操作过程中应严格执行“二轻一重”的锻造方法，在保证击碎碳化物的同时防止裂纹产生。拔长进给量每次不少于原始毛坯直径或边长的2／3，下压最应均匀一致，决不能在坯料表面造成任何硬性压痕，翻转也应勤快均匀，要坚决避免坯料的同一部位受到反复锤击。以防锤击变形能量变成很大的热能，使金属局部升温、过热，引起开裂。Crl2MoV钢的锻造加热曲线如图1所示，其锻造工艺如

8、表2所示。锻件终锻后应立即打标记并随炉缓冷(炉膛温度700℃)，严禁空冷或放置在潮湿的地面上冷却。为便于后续加工，锻件在冷却后，应在24～32h内进行退火处理.黄石市东鑫特钢有限公司，专业生产工模具钢，百年大冶特钢技术。QQ：一般采用等温球化退火。3热处理工艺3．1预处理由于Crl2MoV钢含有高碳高铬，其内部组织碳化物多，特别是一些形状不规则