012Al模具钢热处理工艺|012Al模具钢性能|012Al模具钢硬度|012Al模具钢成分|012Al模具钢价格
5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al钢)
5Cr4Mo3SiMnVAl钢,代号为012Al钢,是冷热兼用的基体钢,012Al钢中降低了碳含量,提高了合金元素含量,从而提高了热疲劳性。加入Si强化了基体,弥补了因降低碳含量而造成的强度不足。加Al细化了晶粒,提高了韧性。
012Al钢综合性能好,强韧性高,通用性强。作为冷作模具钢,它和Cr12钢相比有较高的韧性;作为热作模具钢,它和3Cr2W8V钢相比有较高的高温强度和较优良的热疲劳性能。
目前,012Al钢已在轴承热挤压冲头、传动杆热镦模等方面得到成功应用,效果良好,使用寿命比传统热作模具钢3Cr2W8V钢制作的模具有较大幅度的提高。作为冷作模具钢,012Al钢比较适用于受强烈冲击的模具,特别是标准件行业所用的冲模。
012Al钢的耐磨性不如莱氏体钢,最好进行表面化学热处理,特别是渗氮或氮碳共渗处理,可以有效地提高模具的耐磨性能。
(1)化012Al钢学成分
012Al模具钢化学成分(质量分数) (%)
C |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
V |
Al |
P |
S |
0.47~0.57 |
0.80~1.10 |
0.80~1.10 |
3.80~4.30 |
2.80~3.40 |
0.80~1.20 |
0.30~0.70 |
≤0.020 |
≤0.010 |
注:摘自GB/T 1299—2000。
(2)012Al钢临界点 Ac1≈837℃,Ac3≈902℃,Ms≈277℃。
(3)热加工 012Al钢合金元素含量较高、导热性差、变形抗力大,热加工较困难,钢锭开坯应该实行小变形多次锻造。钢锭上锤后,开始要轻锤快锻,待铸造组织改善后再重锤锻打,但不可连续锤快打,以免钢锭心部温度上升过高出现内裂。012Al钢在900~1150℃范围内有较好的塑性。下表为锻压工艺规范。
021AL模具钢锻造工艺规范
项目 |
加热温度/℃ |
始锻温度/℃ |
终锻温度/℃ |
冷却方式 |
钢锭 |
1120~1150 |
1050~1100 |
≥900 |
砂或坑缓冷 |
钢坯 |
1100~1140 |
1050~1080 |
≥850 |
砂或坑缓冷 |
(4)预备热处理 锻材等温退火:<500℃入炉随炉升温,加热温度850~870℃,保温时间(H)1+1min/mm,等温温度730±10℃,保温时间(H)2+1min/mm,随炉冷至<500℃出炉空冷(HB≤250)。
(5)012Al钢淬火及回火 淬火、回火工艺规范
021AL模具钢推荐淬火、回火工艺规范
模具种类 |
冷作模具 |
热作模具 |
压铸模具 |
淬火条件 |
1090~1120℃油冷 |
1090~1120℃油冷 |
1120~1140℃油冷 |
回火条件 |
510℃×2次×2h |
580~600℃×2次×2h |
620~630℃×2次×2h |
回火后硬度HRC |
60~62 |
52~54 |
42~44 |
(5)012Al钢淬火温度的影响
012Al模具钢的淬火温度的影响
淬火温度/℃
力学性能及组织 |
1060 |
1090 |
1120 |
1150 |
1180 |
硬度HRC |
60 |
61 |
62 |
62.5 |
62.5 |
晶粒度/级 |
11 |
10~11 |
9.5~10 |
8~8.5 |
7.5 |
碳化物(体积分数,%) |
5.6 |
5.3 |
2.3 |
1.8 |
0.8 |
残留奥氏体量(体积分数,%) |
— |
20.8 |
28 |
29 |
30 |
012Al模具钢回火后的硬度
回火温度/℃
硬度HRC
淬火温度/℃ |
20 |
200 |
350 |
450 |
510 |
540 |
580 |
620 |
650 |
1090 |
61 |
57.5 |
58 |
60 |
61 |
58.5 |
54 |
49.5 |
41 |
1120 |
62 |
58 |
58 |
60 |
61.5 |
61 |
57 |
53 |
44.5 |
从上表中可以看出,012Al钢回火时有二次硬化现象。在500~520℃回火时出现峰值,显微组织为回火马氏体加弥散分布的点状碳化物。在580~620℃回火慢冷时,会出现第二类回火脆性。因此在该温度范围内回火时必须快速冷却。
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