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DC53在熱處理方麵的要點

2015-03-12

DC53回火特性及衝擊韌性研究


對特種冷作模具鋼DC53在不同回火溫度下硬度和衝擊韌性的變化情況作了研究,結果表明,DC53在200℃左右回火時,既可保持較高的硬度,又具有較好的衝擊韌性,適合於製造精密衝模、修整模和冷軋輥輪,要求耐磨損、高韌性的模具工作零件。

一、DC53的基本性能 (DC53在熱處理中的要點)


DC53是在SKD11(Crl2MoV)基礎上改進的冷作模具鋼,常規熱處理條件下,殘餘奧氏體幾乎全部分解,一般可省略深冷處理,在較強硬度下仍可保持較高的韌性。
DC53經1040℃淬火和520~530℃高溫回火後,硬度HRC可達62~63,韌性為Crl2MoV的兩倍,是目前常用的冷作模具鋼中最高的,且切削性、磨削性較好,電加工變質層殘餘應力小,殘餘奧氏體極少,碳化物細小並分布均勻。
因模具受力情況較複雜,有些模具工作零件需具備一些特殊的力學性能,若按標準的熱處理工藝往往無法達到理想的工作性能要求,需通過熱處理對硬度、韌性和耐磨性等基本特性作適當調整,以達到模具最佳工作狀態.淬火溫度和回火溫度則是熱處理的主要工藝參數,本文著重研究DC53的回火特性。

二、實驗設計 (DC53在熱處理中的要點)


實驗中,對DC53熱處理規範略作一些變化,適當調整了淬火溫度,回火溫度取6檔,即100℃,200℃,300℃,400℃,500℃,600℃。100℃回火選用101-2型幹燥箱進行加熱,其餘(yu) 采用SX-25-12型箱式電阻爐加熱,每個(ge) 回火溫度取兩(liang) 個(ge) 試樣。
硬度測試選用金屬洛氏硬度試驗,在常溫下進行,采用HBRVU-187.5型布洛維光學硬度計。
衝(chong) 擊試驗采用10mm×10mm×55mm無缺口試樣,在JB30B衝(chong) 擊試驗機上進行,衝(chong) 擊能量為(wei) 0.3KN.m或0.15KN.m。
實驗結果與(yu) 分析
1、硬度值
對每個(ge) 試樣各取3個(ge) 不同位置點測硬度,得出各回火溫度下的硬度值,綜合各試樣的硬度值,DC53在100~500℃回火時,硬度值變化並不大;在400℃中溫回火時硬度略高,標準熱處理回火後的硬度峰值一般在520℃左右;在600℃高溫回火後,硬度大幅下降,平均HRC硬度值僅(jin) 為(wei) 52.4,故回火溫度不宜太高。
2、衝(chong) 擊韌性
回火後,磨去試樣表麵的氧化脫碳層,測出不同回火溫度下各試樣的衝(chong) 擊值,綜合各試樣的衝(chong) 擊值,DC53在200℃回火時,平均衝(chong) 擊值達到60J/cm2以上.在500℃回火時,衝(chong) 擊韌性較差,表現出一定的高溫回火脆性.600℃以上回火衝(chong) 擊韌性很好,但硬度大為(wei) 下降,達不到使用要求.

三、實驗結果分析 (DC53在熱處理中的要點)
 



實驗結果表明,DC53總體(ti) 回火穩定性較好,在一定回火溫度範圍內(nei) ,硬度和衝(chong) 擊值變化不大;在400~500℃回火時韌性大幅度下降,出現回火脆性現象;在600℃回火時,試樣的韌性很高,衝(chong) 擊值達到85J/cm2,但硬度大幅下降.在生產(chan) 中,對於(yu) 一些硬度、耐磨性要求不太高而韌性要求較高的冷作模具可采用高溫回火;對硬度要求較高,同時又要具有較高韌性的冷作模具,宜采用200℃左右的低溫回火.其他回火溫度下的硬度和衝(chong) 擊值可采用合適的計算方法(如插值法、函數逼近等)預測,再用實驗驗證.淬火態試樣中碳化物呈斷續細帶狀分布,200℃回火後碳化物呈均勻分布,且組織內(nei) 幾乎不存在大塊狀碳化物,故韌性較好.從(cong) 斷口形貌看,200℃回火組織斷口的解理台階遠少於(yu) 淬火態試樣,5000倍金相中的斷口有一些小而淺的韌窩,顯示其有一定的韌性.回火後,殘餘(yu) 奧氏體(ti) 轉變較充分,碳化物細小並分布均勻,使韌性增加.

四、結論 (DC53在熱處理中的要點)
 



1、適當調整淬火溫度後,DC53在200℃回火時硬度和衝(chong) 擊韌性都較高;在400~500℃回火時硬度較高,韌性大幅度下降;在600℃回火時衝(chong) 擊韌性很高,硬度顯著下降.
2、形狀複雜的精密衝(chong) 模、修整模、冷軋輥輪等工模具宜采用低溫回火工藝,以使模具工作零件獲得高硬度、高韌性、耐磨性好、強度高,可有效延長模具壽命,防止過度磨損、變形、開裂等早期失效現象.
3、受衝(chong) 擊載荷較大的複雜模具可采用低淬高回工藝,以得到較高的衝(chong) 擊韌性,防止模具產(chan) 生脆性斷裂現象.


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