大家都知道,A2模具鋼可處理硬度較高,那么選擇一個(gè)合適的回火溫度是保證硬度和韌性雙管齊下的關(guān)鍵,今天我們就來探討下A2模具鋼回火溫度分析,看看選擇多少的回火溫度是最合適的。
A2模具鋼是通用冷作模具鋼,它是在SKD11模具鋼(Cr12Mo1V1模具鋼)的基礎(chǔ)上改進(jìn)的冷作模具鋼,如果進(jìn)行常規(guī)熱處理?xiàng)l件下,殘余奧氏體一般都能完全去除,繼而省略深冷處理,同時(shí)在較強(qiáng)硬度下仍可保持較高的韌性,比較適合做刀具用。
A2模具鋼經(jīng)1040℃淬火和520~530℃高溫回火后,硬度HRC可達(dá)60~62,韌性為Cr12Mo1V1模具鋼的兩倍,是目前常用的冷作模具鋼中硬度較高的,這一點(diǎn)與DC53模具鋼無差。可喜的是其切削性、磨削性較好,電加工變質(zhì)層殘余應(yīng)力小,殘余奧氏體極少,碳化物細(xì)小并分布均勻。
日常生產(chǎn)使用的模具工作條件錯(cuò)綜復(fù)雜,有些特殊的零部件需要鋼材發(fā)揮一些特殊的力學(xué)性能,這就需要控制好淬火溫度和回火溫度,從而達(dá)到對(duì)硬度、韌性和耐磨性等基本特性作適當(dāng)調(diào)整的目的。
本次測(cè)試地點(diǎn):龍拓金屬科研部。
回火溫度選擇點(diǎn):取6檔,即100℃,200℃,300℃,400℃,500℃,600℃。100℃回火選用101-2型干燥箱進(jìn)行加熱,其余采用SX-25-12型箱式電阻爐加熱,每個(gè)回火溫度取兩個(gè)試樣。
硬度測(cè)試:選用金屬洛氏硬度試驗(yàn),在常溫下進(jìn)行,采用HBRVU-187.5型布洛維光學(xué)硬度計(jì)。
沖擊試驗(yàn):采用10mm×10mm×55mm無缺口試樣,在JB30B沖擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,沖擊能量為0.3 KN.m或0.15 KN.m。
硬度值實(shí)驗(yàn)結(jié)果(李曉龍記錄)
測(cè)試后對(duì)每個(gè)試樣各取3個(gè)不同位置點(diǎn)測(cè)硬度,得出各回火溫度下的硬度值,綜合各試樣的硬度值我們發(fā)現(xiàn)A2在100~500℃回火時(shí),硬度值變化并不大;在400℃中溫回火時(shí)硬度略高,標(biāo)準(zhǔn)熱處理回火后的硬度峰值一般在520℃左右;在600℃ 高溫回火后,硬度大幅下降,平均HRC硬度值僅為52.4,但從這一點(diǎn)來說,如果需要高硬度,回火溫度不宜太高。
沖擊韌性實(shí)驗(yàn)結(jié)果(黃三妹記錄)
回火后,磨去試樣表面的氧化脫碳層,測(cè)出不同回火溫度下各試樣的沖擊值,綜合各試樣的沖擊值,A2模具鋼在200℃回火時(shí),平均沖擊值達(dá)到60 J/cm2以上;在500℃回火時(shí),沖擊韌性較差,表現(xiàn)出一定的高溫回火脆性;600℃以上回火沖擊韌性很好,但硬度大為下降,達(dá)不到使用要求。
綜上兩位記錄員的結(jié)果,我們首先應(yīng)該可以知道的是A2模具鋼的整體回火穩(wěn)定性還是比較好的,在一定回火溫度范圍內(nèi),硬度和沖擊值變化不大;在400~500℃回火時(shí)韌性大幅度下降,出現(xiàn)回火脆性現(xiàn)象;在600℃回火時(shí),試樣的韌性很高,沖擊值達(dá)到85 J/cm2,但硬度大幅下降.在生產(chǎn)中,對(duì)于一些硬度、耐磨性要求不太高而韌性要求較高的冷作模具可采用高溫回火;對(duì)硬度要求較高,同時(shí)又要具有較高韌性的冷作模具,宜采用200℃左右的低溫回火。其他回火溫度下的硬度和沖擊值可采用合適的計(jì)算方法(如插值法、函數(shù)逼近等)預(yù)測(cè),再用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。淬火態(tài)試樣中碳化物呈斷續(xù)細(xì)帶狀分布,200℃回火后碳化物呈均勻分布,且組織內(nèi)幾乎不存在大塊狀碳化物,故韌性較好。從斷口形貌看,200℃回火組織斷口的解理臺(tái)階遠(yuǎn)少于淬火態(tài)試樣,5000倍金相中的斷口有一些小而淺的韌窩,顯示其有一定的韌性。回火后,殘余奧氏體轉(zhuǎn)變較充分,碳化物細(xì)小并分布均勻,使韌性增加。
本次實(shí)驗(yàn)結(jié)論
首先我們應(yīng)該發(fā)現(xiàn)對(duì)回火溫度的拿捏是決定A2模具鋼能否同時(shí)發(fā)揮硬度和韌性性能的關(guān)鍵。適當(dāng)調(diào)整淬火溫度后,A2在200℃回火時(shí)硬度和沖擊韌性都較高;在400~500℃ 回火時(shí)硬度較高,韌性大幅度下降;在600℃ 回火時(shí)沖擊韌性很高,硬度顯著下降。
形狀復(fù)雜的精密沖模、修整模、冷軋輥輪等工模具宜采用低溫回火工藝,以使模具工作零件獲得高硬度、高韌性、耐磨性好、強(qiáng)度高,可有效延長模具壽命,防止過度磨損、變形、開裂等早期失效現(xiàn)象。
受沖擊載荷較大的復(fù)雜模具可采用低淬高回工藝,以得到較高的沖擊韌性,防止模具產(chǎn)生脆性斷裂現(xiàn)象。本文由模具鋼專業(yè)供應(yīng)商—昆山市龍拓金屬制品有限公司(m.aperhaps.com)10月06日訊。
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