模具新鋼種超硬高速鋼
2014-11-26
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一、模具新鋼種——超硬型高速鋼
? ? ? 研究和發(fā)展模具新鋼種，是改善和提高模具鋼的強韌性，延長模具的使用壽命的重要途徑。我國模具工業(yè)在迅速發(fā)展，我國的材料工作者在借鑒國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合本國資源情況和特點，引進和研制了不少新型模具鋼。經(jīng)過生產(chǎn)上的考核篩選，一些性能優(yōu)異、工藝性能也比較好的鋼種受到模具制造和使用單位的歡迎，使模具的使用壽命達到甚至超過國內(nèi)外同類模具的水平，如北京鋼鐵學院與大冶鋼廠研制的無Co超硬高速鋼W12Cr4Mo3V3N(簡稱V3N)的各項性能優(yōu)良，獲中華人民共和國國家發(fā)明獎，中華人民共和國專利(91102252)，?V3N模具性能比現(xiàn)用普通高速鋼提高2～10倍，相當于國際市場現(xiàn)用含?10%Co的高速鋼，已成功地推廣應(yīng)用在工模具生產(chǎn)中，可使壽命成倍增加。?
二、V3N成分及性能特點
? ? ? ?W12Cr4Mo3V3N(簡稱V3N)是鎢-鉬系含氮無鈷超硬型高速鋼，V3N的化學成分c：1.21%；W：11.88%；Mo：2.95%；Cr：4.00%；V：2.87%；?N：0.075%.新型超硬高速鋼V3N成分設(shè)計特點是：
? ? ? 高C：C對冷作模具鋼的強韌性、耐磨性有決定性的影響。含碳量增加，則抗壓強度及耐磨性增加。因此，抗沖擊及高強韌冷作模具鋼含碳量較高。?
高V：V強烈細化晶粒，強烈提高耐磨性、紅硬性及二次硬化能力。但含量過多會明顯惡化可鍛性及磨削性。?
含N：N可細化晶粒，又有析出強化的作用，且機械性能及焊接性能都較好。?
? ? ? 主要技術(shù)性能：V3N鋼具有硬度高、耐磨性好、高的紅硬性和一定的韌性，在冷作模具鋼上應(yīng)用效果十分顯著。該鋼與含鈷高速鋼相比，價格低廉且易加工，通過適當?shù)臒崽幚?，可得到高硬?HRC67～70)、高紅硬性(625℃4小時，HRC63～65)和高耐磨性，韌性和抗彎強度均不低于普通型高速鋼，可克服模具刃口塌陷和崩裂等早期損壞。
三、V3N鋼模具的加工工藝
? ? ? 模具熱處理方法和加工工藝的選擇同樣要根據(jù)模具的工作條件、失效方式和對性能的不同要求來確定。應(yīng)不斷改善熱處理設(shè)備，改進熱處理工藝，使材料的強度、韌性得到最佳配合，并嚴格遵循熱處理工藝，控制加熱溫度、時間、冷卻速度，從而保證模具的使用性能。
? ? ??V3N鋼含有大量的一次碳化物和二次碳化物，若保留在淬火組織中，將急劇降低模具所有壽命。只有通過對原材料改鍛，擊碎碳化物，才能使其呈細小、均勻的形貌分布于鋼基體，提高整體力學性能。?
? ? ??V3N鋼導熱性差，鍛坯加熱時應(yīng)充分預熱，始鍛溫度1170℃，終鍛溫度950℃，設(shè)備可采用250kg(小件)和400kg空氣錘，開始采用輕錘快打，中間用重錘打，最后慢打輕打，鍛后于石棉粉箱中緩冷取出后即進行退火處理。
