(1)模具钢的特性:
西欧、捷克等国家和地区普及的冷冲模具钢种,Mn2系合金工具钢。该钢淬火变形小,韧性、淬透性偏低,
具有强烈抑制过热敏感性,以及网状碳化物的析出倾向,易于锻造、退火,切削性能好,已在我国得到广泛应用。该钢与碳素工具钢相比,具有较高的硬度和耐磨性,淬透性很好,淬火时变形小,该钢的淬透性略优于Cr12钢,钢的油淬临界直径为ф30mm,ф60~ф70mm的工件在油中可淬硬。该钢在840~860℃淬火,仍可得到8~9级晶粒度,2~3级细针状马氏体组织。
由于钢中含有一定量的钒,细化了晶粒,减小了过热敏感性。碳化物不均匀性比CrWMn钢好。淬硬深度为油淬≤30mm。正火可消除网状及带状碳化物。球化完全的**加热温度为740℃,出现片状碳化物的加热温度为820℃。
一般模具用冷油淬火,形状复杂的零件用100℃热油冷却,可获得较小的淬火变形率(0.05%~0.08%),对小型腔模具(<30~50mm),易实现微变形淬火。该钢在200~300℃之间回火后,尺寸变化率达到+0.1%~0.18%,往往造成模具型腔异常膨胀而超差,应予注意。
该钢可在硝盐、热油等冷却能力较为缓和的淬火介质中淬火。对于一些变形要求严格而硬度要求又不很高的模具,可采用奥氏体等温淬火。该钢的碳化物不均匀和淬火开裂倾向性比CrWMn钢小,脱碳倾向性比9SiCr钢小,而淬透性比碳素工具钢大,其价格只比后者高约30%。
该钢的回火抗力较差,经180~200℃回火以后,硬度为56~60HRC,其抗弯强度、冲击韧性值呈现谷值,是该钢的回火脆性区间。但该钢的冲击韧性不高,在生产使用中发现有碎裂现象。该钢的回火温度一般≤180℃,在200℃回火时抗弯强度及韧性开始出现低值。
供货品种:热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝。
(2)供货状态及硬度 退火态,硬度≤229HBS。
(3)化学成分(质量分数,%)C0.89~0.95、Si≤0.40、Mn1.70~2.0、P≤0.030、S≤0.030、V0.15~0.25。
(4)参考对应钢号 我国GB标准钢号9Mn2V、美国ASTM/UNS标准钢号02/T31502、国际标准化组织ISO标准钢号90MnWCr1、德国DIN标准钢号90MnCrV8、德国DIN标准材料编号1.2842、法国NF标准钢号90MnV8、英国BS标准钢号BO2、瑞典一胜百ASSAB标准钢号DF2。
(5)临界点温度(近似值)AC1=730℃, Acm=860℃。
(6)正火规范 温度860~880℃,空气冷却。
(7)等温球化退火处理规范(750~770)℃×(1~2)h,(680~700)℃×(2~3)h。出炉空冷。退火后硬度≤229HBS,金相组织为珠光体2~5级,网状碳化物≤2级。
(8)冷压毛坯等普通软化规范(820±10)℃×(3~4)h,以5%/h的冷却速度,冷至≤650℃,出炉空冷。
(9)冷压毛坯等温球化软化规范(820±10)℃×(3~4)h,(720±10)℃×(6~8)h,再缓冷至≤600℃,出炉空却。
处理前硬度≤229HBS,处理后硬度≤187HBS。
(10)普通淬火、回火规范 预热温度780~810℃,油冷却,淬火硬度≥62HRC;回火温度160~180℃或190~230℃。
回火温度150~160℃,回火硬度62~64HRC。
(11)真空淬火、回火规范 预热温度500~600℃,真空度0.1Pa,淬火温度780~820℃,真空度0.1Pa,油冷却,回火温度180~200℃,硬度62~63HBC。
(12)9Mn2V冷作模具钢典型应用举例:
①用于制造料厚δ<3mm的冲裁模零件,做凸模时推荐硬度58~62HRC;做凹模时推荐硬度60~64HRC。
②可用于冲裁模具,当批量小于10万件,被冲材料为δ<1mm的软态低碳钢板。用于弯曲模具,被弯曲工件含碳量为0.65%~0.80%,当硬度为37~42HRC时,弯曲模具寿命为6万~7万件。
③用于制造各种变形小,耐磨性高的精密样板、块规、量具。
④厚度小于6mm以下的小型冲压模具等。
⑤可用于剪刀、丝锥、板牙和铰刀等具等。
⑥该钢淬火、低温回火后硬度≥55HRC,用于制品生产批量大,强度、耐磨性要求高的模具。
⑦一般要求的尺寸较小的冲模、冷压模、雕刻模、塑料模。
⑧轻金属压铸模具。
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