高碳高鉻冷作模具鋼的最終熱處理工藝

以Cr12MoV鋼為例，介紹常用的三種淬火回火工藝。

　　Cr12MoV鋼是目前國(guó)內(nèi)廣泛使用的冷作模具鋼之一。該鋼具有淬透性好硬度高且耐磨、熱處理變形小等優(yōu)點(diǎn)，常用于制作那些承受重負(fù)荷、生產(chǎn)批量大、形狀復(fù)雜的冷作模具，如冷沖、壓印、冷鐓、冷擠壓模等。但該鋼的顯著缺點(diǎn)是脆性大，常常導(dǎo)致模具的早期失效。因此，如何提高其強(qiáng)韌性，防止模具過早斷裂失效，是經(jīng)常遇到且急需解決的問題。


　　三種淬火回火工藝：

　　1）低淬低回工藝（一次硬化法）：淬火加熱溫度950~1000℃，回火溫度180~ 200℃，可使Cr12MoV鋼獲得高的硬度(61~63HRC)和韌性，但抗壓強(qiáng)度較低。適用于形狀復(fù)雜的冷沖凸凹模、冷剪切刀等。

　　2）中淬中回工藝：淬火加熱溫度1030~1050℃，回火溫度380~ 400℃，可使Cr12MoV鋼獲得最好的強(qiáng)韌性，較高的斷裂抗力。適用于冷鐓模、冷擠壓模等。

　　3）高淬高回工藝（二次硬化法）：淬火加熱溫度1080~1100℃，回火溫度490~ 520℃，可使Cr12MoV鋼獲得良好的熱硬性、較高的硬度和耐磨性，但其斷裂韌度較低。適用于工作溫度高(400~ 500℃)且受載荷不大或淬火后表面需進(jìn)行氮化處理的模具。

　　淬火溫度在1050℃時(shí)，硬度達(dá)最高值；在1100℃時(shí)殘留奧氏體可達(dá)80%。隨加熱溫度的升高，碳化物溶解量增加，奧氏體合金度增加，淬火后殘留奧氏體量增加，硬度下降，體積變化減小；殘留奧氏體量增加到一定程度，會(huì)抵消馬氏體轉(zhuǎn)變所引起的脹大，致使體積變化為零，甚至為負(fù)，體積反而縮小。淬火溫度的波動(dòng)可引起組織和性能的較大變化，根據(jù)這類鋼的這一特點(diǎn)，可選擇淬火溫度和回火溫度來控制模具的變形。當(dāng)回火溫度低于300~ 400℃，由于馬氏體分解而尺寸縮小，當(dāng)在大于450℃回火時(shí)，殘留奧氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，從而又可引起體積的增加。要消除高溫淬火后的殘留奧氏體，必須采用490~ 520℃多次回火，可使硬度回升到60~ 62HRC。