Cr12MoV钢的锻造和热处理工艺

0；0工艺CRL2MOV钢的锻造和热处理工艺王耀武，曹明宇，闫振北京明宇强韧热处理科技有限公司，北京102300摘要论述了CRL2MOV模具钢的锻造和热处理工艺。热处理工艺主要包括传统工艺、锻造与热处理相结合的工艺以及3种改进型工艺。关键词CRL2MOV钢；锻造；热处理；碳化物中图分类号TG156文献标识码B文章编号10081690201404003703FORGINGANDHEATTREATINGPROCESSES0FCR12M0VSTEELWANGYAOWUCA0MINGYUYANZHENBEIJINGMYSTTECHNOLOGYCO，LTD，BEIJING102300，CHINAABSTRACTFORGINGANDHEATTREATINGPRACTICESOFCRL2MOVDIESTEELWEREDESCRIBEDTHEHEATTREATINGPROCESSESINCLUDEMAINLYCONVENTIONALPRACTICE，HEATTREATINGINCOMBINATIONWITHFORGINGANDTHREETYPESOFIMPROVEDPRACTICEKEYWORDSCRL2MOVSTEEL；FORGING；HEATTREATING；CARBIDECRL2MOV钢是我国广泛应用的高CR微变形冷作模具钢，属于莱氏体钢。在生产中，往往由于传统工艺不能消除大块状共晶碳化物或严重的网状碳化物，导致模具韧性差而脆裂，使用寿命短，这一直是企业的一个棘手的难题。本文针对CRL2MOV模具钢的锻造和热处理工艺2个方面进行了分析。1锻造11锻造工艺与实际操作111锻锤吨位的选择应根据模坯的尺寸和质量选择锻锤的吨位，一定锻锤吨位对应着一定的模坯重量及直径或边长。112锻造温度CRL2MOV钢的始锻温度11001150，终锻温度850900，这是锻造工艺的关键。温度低或时间短，透烧不足或变形拉力太大都会使锻件内裂。加热温度过高，会使毛坯过热或过烧，锻打碎裂而报废。保温时间过长，会造成晶粒长大及表面严重脱碳。113锻造方式采用六面锻造法。这是三向镦粗和拔长的联合工艺，每次都有一定的锻造比，才能使共晶碳化物打碎均匀或接近均匀分布。单方向拔长是实际生产中使网状分布的碳化物碎化的一种有效措施，这种锻造方式对轴类工件可行。但不足之处是单方向拔长后工件存在明显的各向异性。经六面锻造工艺三镦三拔锻造后，碳化物呈无规则均匀分布，是比较理想的组织，能延长模具的使用寿命。114锻造缺陷CRL2MOV钢属于莱氏体钢，组织中共晶碳化物枝晶非常发达，这些碳化物的特点是熔点高，硬而脆，可塑性极差J。该钢的导热性差，在锻造过程中有两个相互矛盾的因素在起作用。一方面是锻锤的击打使碳化物被击散打碎，若终锻温度过低，奥氏体严重变形而产生加工硬化；另一方面是锻造温度较高，共晶碳化物堆集处熔点较低，锤击过猛，锻造升温使工件局部微观区域温度上升至共晶熔化温度以上，导致组织过热、过烧，形成内裂。这就是莱氏体钢三镦三拔两轻一重在锻造中问温度才用重收稿日期20120807作者简介王耀武1982一，男，内蒙古巴彦淖尔人，工程师，工学学士，主要从事大型机械零部件综合热处理技术工作，已发表论文6篇。联系电EMAILYAOWUWANGBJMYSTCON热处理2014年第29卷第4期37锤的原因。2热处理工艺21常规工艺传统工艺211球化退火CRL2MOV钢的球化退火工艺如图1所示。200图1CRL2MOV钢的球化退火工艺FIG1SPHEROIDIZINGPROCESSOFCRL2MOVSTEEL晦图L所示球化退火工艺的不足之处在于碳化物网不能消除，尖角状碳化物仍会保留；球化后碳化物不圆整，球体尺寸差异较大；碳化物偏析仍较严重，尤其是共晶碳化物及点状碳化物几乎未能改善。因为含MO的碳化物必须加热至950OC以上才显著溶入奥氏体，而V的碳化物则要加热至1050才会显著溶解到奥氏体中。以上的组织缺陷直接影响模具最终热处理淬火回火性能，从而降低模具的使用寿命。这是目前国内企业中最普遍也是最棘手的难题。212淬、回火工艺传统CRL2MOV钢的淬、回火工艺有两种，如图2所示。图2A所示的工艺的缺点是因淬火加热温度低，保留了球化退火不充分而产生的组织缺陷，经这种工艺处理的模具往往抗压强度不高，产生早期失P赠时IH时州，H、图2CRL2MOV钢传统热处理工艺FIG2COMMONLYUSEDHEATTREATMENTPROCESSESFORCRL2MOVSTEEL效，使用寿命大大降低。图2B工艺的缺点是不步聚集长大，而奥氏体中的碳不断沿晶界析出，形成能彻底改善网状碳化物、碳化物偏析、共晶碳化物及网状或逐步形成尖角碳化物，这将是应力集中点，是点状碳化物，与工艺A相比，模具的断裂抗力、韧模具早期脆裂失效的断裂源。性都有了显著的提高，但使用寿命仍不能令人满意。根据以上分析，如果在终锻后立即将工件加热且从经济效益看，成本太高，应用价值不大。到始锻温度，使碳化物全部溶解，并得到单一的奥氏22锻造热处理复合工艺体，然后快冷却到相变点以下，即可抑制奥氏体晶粒如上所述，锻造过程中有两个相互矛盾的组织的异常长大，更重要的是抑制了碳化物的网状析出变化一是锻造的锤击使碳化物被击碎，奥氏体产生和角状化，被打碎的碳化物也可避免重新连接，随后严重变形而可能产生加工硬化；二是锻造温度高，形再加一道720750的高温回火。在提高模具内变后奥氏体在锤击的间断时间内迅速回复再结晶，在质量的基础上，缩短生产周期，节约能源。晶粒长大，而被打碎的碳化物也在锤击的问断时间锻造与热处理相结合的工艺如图3所示。重新聚集长大，逐步角状化。温度的作用是连续性23改进工艺的，而锤击是断续的。如果加上锻造比不够，终锻温针对CR12MOV钢的组织特点，结合和吸收多家度过高等因素，不可避免会在锻坯内形成网状、带状企业尤其是锻造行业的经验，通过反复的实践，对各碳化物或液析碳化物呈块状聚集。更严重的是模具道工序进行调整和改进，取得了一定的效果。这里的心部产生严重过热甚至过烧。介绍另外3种改进型工艺。终锻后的冷却一般是缓慢冷却，碳化物将进一1低温淬火低温回火工艺，即9501000C【38。热处理2014年第29卷第4期、赠图3CR12MOV钢锻造与热处理相复合工艺FIG3COMPLEXTREATMENTCONSISTINGOFFINISHFORGING，FOLLOWEDBYHEATINGANDQUENCHING，THENGHTEMPERINGFORCRI2MOVSTEEL奥氏体化，油或盐浴淬火，200250回火，硬度为5862HRC。经这种工艺处理的模具具有高硬度及高韧性，但抗压强度较低，不宜用于处理冷挤压模。2高温淬火高温回火工艺，即11001150奥氏体化，油或盐浴淬火，500520回火2次，硬度近60HRC。经这种工艺处理的模具可获得较高的硬度及抗压强度，适合处理铝材的拉伸模、黄铜板的热挤压模。但因韧性太差，不适合处理冷作模具。3中温淬火中温回火工艺，即1020OC奥氏知识园地体化，油或盐浴淬火，400420回火2次，结果硬度5658HRC。经这种工艺处理的模具可以得到最好的强韧性与较高的断裂抗力，最适用于处理滚丝模及带刃口的复杂结构的冷冲模具。3结束语1CRL2MOV钢11001150CIC奥氏体化使几乎所有的碳化物溶于奥氏体中，随之急冷后立即进行72050一7203段等温快速球化，可完全消除网状碳化物及大块尖角状碳化物并消除粗大组织遗传。最终热处理后晶粒度可达1012级，碳化物颗粒细化、变圆，使钢的冲击韧度成倍提高，大大延长模具的使用寿命。2将改善共晶碳化物不均匀度作为挖掘CRL2MOV钢潜力的重大技术关键是极其重要的，将锻造工艺与热处理工艺相结合，在大幅度提高工件内在质量的同时，在节能、缩短生产周期方面的效果也是非常明显的，应大力推广。参考文献1日本热处理技术协会热处理指南M北京机械工业出版社，19872崔昆钢铁材料及有色金属材料M北京机械工业出版社，19813章守华合金钢M北京冶金工、【出版社，1981耐火材料耐火材料分为重质耐火材料、轻质耐火材料及耐火纤维材料。重质耐火材料包括耐火粘土砖、高铝砖、硅砖、电熔刚玉砖、碳化硅质砖、碳质砖等；轻质耐火材料包括轻质耐火粘土砖、轻质耐火高铝砖、轻质耐火硅砖等。耐火纤维制品是一种新型的耐火材料，兼有耐火和保温的作用，并具有质量轻、导热系数低、比热小、热稳定性好、耐高温、耐热震和机械震动、柔软等优点，是节能、高效的炉衬材料。其可以制成毯、毡、板、绳或异形制品等等。一些耐火纤维的使用温度如下1天然石棉600；2非晶质包含玻璃棉400、岩棉400、渣棉400、石英玻璃质纤维10001200、硅酸铝质纤维其中一般制品1200OI、加CR，0制品12001400OC、高铝质12001400OC；3多晶质包含石英纤维1200OC、高铝纤维1400CJC、二氧化锆纤维1600OC、钛酸钾质纤维11001200、碳纤维2500、硼纤维1800OC；4单晶质包含碳化硅2000OC、氧化铝1800、氧化镁1800CC；5复合纤维多相包含钨一硼1700CC、钨一碳化硅1