材料的特性
9Mn2V鋼屬于西歐、捷克等國(guó)普及的冷沖模具鋼種,是Mn2系合金工具鋼。該負(fù)淬火變形小,韌性、淬透性偏低,具有強(qiáng)烈抑制過熱敏感性以及網(wǎng)狀碳化的析出傾向,易于鍛造、退火,加工性好。該鋼與碳素工具鋼相比,具有較高的硬度和耐磨性,淬透性很好,淬火時(shí)變形較小,該鋼的淬透性略優(yōu)于Cr12鋼,鋼的油淬臨界直徑為φ30mm、φ60~70mm的工件在油中可淬硬。該鋼在840~860℃淬火,仍可得到8~9級(jí)晶粒度,2~3級(jí)細(xì)針狀馬氏體組織。
由于鋼中含有一定量的釩,細(xì)化了晶粒,減少了過熱敏感性。碳化物不均勻性比CrWMn鋼好。淬硬度深度≤30mm(油淬)。
正火可除網(wǎng)狀及帶狀碳化物。球化完全的最低加熱溫度740,出現(xiàn)片狀碳化物的加熱溫度為820℃。
一般模具用冷油淬火,形狀復(fù)雜的零件用100℃熱油冷卻,可獲得較小的淬火變形率(0.05%~0.08%),對(duì)小型腔模具(<30~50mm),易實(shí)現(xiàn)微變形淬火。該鋼在200~300℃回火后,尺寸變化率達(dá)到0.1%~0.18%,往往造成模具型腔異常膨脹而超差,應(yīng)予注意。
該鋼可在硝鹽、熱油等冷卻能力較為緩和的淬火介質(zhì)中淬火。對(duì)于一些變形要求嚴(yán)格而硬度要求又不很高的模具,可采用貝氏體等溫淬火。該鋼的碳化物不均勻性淬火開裂傾向性比CrWMn鋼小,脫碳傾向性比9SiCr鋼小,而淬透性比碳素工具鋼大,其價(jià)格只比后者高約30%。
該鋼的耐回火性較差,經(jīng)180~200℃回火后,硬度為56~60HRC,其抗彎強(qiáng)度、沖擊韌度呈現(xiàn)谷值,是該鋼的回火溫度一般≤180℃,在200℃回火時(shí)抗彎強(qiáng)度及韌性性開始出現(xiàn)低值。
供貨狀態(tài)
供貨品種有熱軋材、鍛材、冷拉材、熱軋鋼板和冷拉鋼絲。
退火態(tài),硬度≤229HBW。
化學(xué)成分
該鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):C0.89%~0.95%、Si≤0.40%、Mn1.70%~2.0%、P≤0.030%、S≤0.030%、V0.15%~0.25%。
參考對(duì)應(yīng)牌號(hào)
中國(guó)GB標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)9Mn2V、美國(guó)ASTM/UNS標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)02/T31502、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)90MnWCr1、德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)90MnCrV8、德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)材料編號(hào)1.2842 、法國(guó)NF標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)90MnV8、英國(guó)BS標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)B02、瑞典一勝百(ASSAB)標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)DF-2。
臨界點(diǎn)溫度(近似值)
Ac1=735℃、Accm=860℃。
正火規(guī)范
正火溫度860~880℃空冷。
等溫球化退火處理規(guī)范
750~770℃×1~2h,680~700℃×2~3h,出爐空冷,退火后硬度≤229HBW,珠光體組織2~5級(jí),網(wǎng)狀碳化物等級(jí)≤2級(jí)。
冷壓毛坯等溫球化軟化規(guī)范
(820±10)℃×3~4h,以5℃/h的冷卻速度冷至≤650℃,出爐空冷。
冷壓毛坯等溫球化軟化規(guī)范
(820±10)℃×3~4h,(720±10)℃×6~8h,再緩冷至≤600℃,出爐空冷。
普通淬火、回火規(guī)范
淬火溫度780~810℃,油冷,淬火硬度≥62HRC,回火溫度160~180℃或190~230℃。
回火溫度150~160℃,回火硬度62~63HRC。
真空淬火、回火規(guī)范
預(yù)熱溫度500~600℃,真空度0.1Pa,淬火溫度780~820℃,真空度0.1Pa,油冷、回火溫度180~200℃,硬度62~63HRC。
返修及翻新模具退火規(guī)范
退火溫度650~700℃,保溫時(shí)間1~3h,空冷。
典型應(yīng)用舉例
1)用于制作材料厚度<3mm的沖裁模零件,制作凸模時(shí)推薦硬度58~62HRC,制作凹模時(shí)推薦硬度60~64HRC。
2)可用于沖裁模具,當(dāng)生產(chǎn)批量<10萬件、被沖材料厚度<1mm的軟態(tài)低碳鋼板時(shí)。還可用于彎曲模具,被彎曲工件碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.65%~0.80%、硬度為37~42HRC時(shí),彎曲模具使用壽命為6萬~7萬件。
3)適用于制作各種變形小、耐磨性高的精密樣板、塊規(guī)、量具。
4)適于制作厚度小于6mm的小型沖壓模具等。
5)可用于剪刀、絲錐、板牙和鉸刀等。
6)該鋼淬火、低溫回火后硬度≥55HRC,用于制品生產(chǎn)批量大,強(qiáng)度,耐磨性要求高的模具。
7)一般要求的尺寸較小的沖模、冷壓模、雕刻模、塑料模。
8)輕金屬壓鑄模具。
9)用于制作淬火硬度為46~52HRC的熱固性塑料模具。
10)小型芯、凸模、型號(hào)腔板、鑲件等。
11)用于整體淬硬型塑料模具。
12)主要用于制作尺寸較大,形狀較復(fù)雜和精密度較高的塑料模。
13)熱固性塑料成形模,要求高耐磨、高強(qiáng)度的模具。
14)采用調(diào)質(zhì)球化一步法工藝代替原傳統(tǒng)工藝(正火+球化退火+調(diào)質(zhì)工藝),用于冷沖壓模具等,工藝流程時(shí)間縮短10h,成本降低50%,節(jié)約能源。