材料的特性
5Cr4Mo3SiMnVAl簡稱012Al,是基體鋼類型的冷熱兩用型模具鋼。作為冷作模具鋼,具有較高的強韌性,良好的耐熱性和冷熱疲勞性,淬透性和淬硬硬性均較好。它與碳素工具鋼、低合金工具鋼以及Cr12型鋼相比,具有較高的韌性;作為熱作模具鋼,它與3Cr2W8V鋼相比,具有較高的溫度強度和較優(yōu)良的熱疲勞性能。這種鋼用于標準件行業(yè)的冷鐓模和軸承行業(yè)的熱擠壓模,使用壽命比原鋼種有較大的提高 012Al鋼經(jīng)淬火回火后再經(jīng)離子硫氮碳共滲處理,其耐磨性的抗咬合性能最好。
供貨狀態(tài)
退火態(tài),硬度255HBW,壓痕直徑≥3.8mm。
化學成分
根據(jù)標準GB/T 1299-2000,該鋼的化學成分(質量分數(shù)):C0.47%~0.57%、Cr3.80%~4.30%、Mo2.80%~3.40%、V0.80%~1.20%、Si0.80%~1.10%、Mn0.80%~1.10%、Al0.30%~0.70%。
物理性能
1)臨界點溫度(近似值)Ac1=837℃、Ac3=902℃、Ms=277℃,凝固點=1460℃。
2)彈簧模量(20℃):210700MPa。
3)線脹系數(shù)溫度:20~200℃/20~300℃/20~400℃/20~500℃/20~600℃/20~700℃,線脹系數(shù)11.02×10-6K-6/11.21×10-6K-6/12.38×10-6K-6/13.00×10-6K-6/12.43×10-6K-6/12.21×10-6K-6。
熱加工規(guī)范
加熱溫度1100~1140℃,開始溫度1050~1080℃,終止溫度≥850℃,熱加工后緩冷(砂或坑冷)。
等溫退火規(guī)范
以≤50℃/h的速度隨爐緩慢升溫,加熱至(860±10)℃,保溫4h,爐冷至710~720℃,保溫杯6h,再爐冷至500~600℃,出爐空冷。
淬火、回火規(guī)范
淬火溫度1090~1120℃,油冷,回火溫度580~620℃。
切邊模真空淬火
經(jīng)真空熱處理后,硬度高、韌性好。
熱作模具淬火、回火規(guī)范
淬火溫度(1100±10)℃,保溫時間30s/mm,油冷,回火溫度(590±10)℃,回火兩次,硬度52~54HRC。
用于熱變形模具淬火溫度(1100±10)℃,保溫時間30s/mm,油冷,回火溫度560℃/610℃,硬度60~62HRC/52~54HRC。
淬火+深冷處理+回火
1100℃淬火,先經(jīng)100℃熱水煮0.5h,-196℃×2h深冷處理,再在20℃水中處理。560℃×2h×2次回火。
硫氮碳共滲處理規(guī)范
共滲溫度(540±10)℃,保溫1h,NH3量400L/h,到溫后以20L/h的速度加CS2+C2H5OH混合液蒸汽。
硫氮碳共滲處理后具有良好的耐磨和抗咬合性能。
氣體滲氮和氣體氮碳共滲規(guī)范
技術要求:硬度>900HV,滲層深度0.03~0.05mm,滲氮溫度540℃,氣體比例:氨氣30%,載氣(RX氣)70%,氨分解率30%~40%,保溫時間3h。用于冷擠模、裁模、冷鐓模。
技術要求:硬度>1000HV,滲層深度0.05~0.07mm,滲氮溫度540℃,氣體比例:氨氣40%,載氣(RX氣)50%,氨分解率30%~40%,保溫時間5h。用于拉深模、彎曲模。
典型應用舉例
用于冷冷擠、沖裁模、冷鐓模、拉深模、彎曲模等冷作模具。
適用于制作沖孔凹模。
比較適于制作要求一定強韌性的冷鐓冷沖模具。
用于冷擠模具或模具的冷擠成形。
用于槽用螺栓熱鋼鍛模、熱擠壓沖頭等。
可以代替3Cr2W8V、Cr12MoV鋼使用。
012Al鋼切邊模真空淬火后,每副模具由原來的切10件,提高到507件,使用壽命提高50多倍。通過對該鋼進行氮碳共滲,并在切邊模上試驗,模具使用壽命是原工藝生產(chǎn)工件的2倍。
012Al鋼冷鐓模經(jīng)1120℃加熱淬火,560℃×2h×3次回火,硬度60~63HRC,使用壽命較60Si2Mn鋼有顯著提高。
經(jīng)淬火+深冷處理+回火的012Al鋼M24切邊使用壽命從8000件提高到80000件。
可用于氣門精鍛模具。
用于制作熱擠壓模、精鍛模、非鐵金屬壓鑄模等,有良好的使用效果。