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热处理工艺对3Cr2W8V钢组织和性能的影响

来源:艾玛德国际模具网 时间:2012/6/18 10:56:56

3Cr2W8V钢作为一种重要的热作模具钢,自从问世以来一直得到人们的广泛关注。3Cr2W8V钢常用于制造铝合金压铸模,压铸模的服役条件较为苛刻,熔液的温度通常为600~730℃,以40~180m/s的速度压入模腔,此压力为20~120MPa,保压时间5~20s,每次压射间隔时间20~75s。模具质量的好坏,尤其是使用寿命的长短,在很大程度取决于所采用的热处理工艺。调查发现,因热处理问题造成的模具失效占整个失效原因的50%。

  为了提高压铸模的使用寿命,对3Cr2W8V钢进行了等温球化退火、淬火以及不同温度的回火热处理,通过组织分析及力学性能测试,研究了热处理工艺对3Cr2W8V钢组织和性能的影响。

  将3Cr2W8V钢在20kg中频感应炉中重熔,在熔炼过程中,考虑到C元素的烧损,向炉中加入少量生铁以补充碳量,用红外线测温仪测量钢水的温度,浇注6个试样。各试样均在高温箱式电阻炉中进行热处理,具体工艺如表1所示。然后进行组织、硬度和韧性的分析。

  表1各试样的热处理工艺

试样

热处理工艺

1#

820℃保温1h,炉冷至730℃保温1.5h

2#

820℃保温1h,炉冷至730℃保温1.5h+1070℃油淬

3#

820℃保温1h,炉冷至730℃保温1.5h+1070℃油淬+回火(580℃二次)

4#

820℃保温1h,炉冷至730℃保温1.5h+1070℃油淬+回火(630℃二次)

5#

820℃保温1h,炉冷至730℃保温1.5h+1070℃油淬+回火(680℃二次)

6#

820℃保温1h,炉冷至730℃保温1.5h+1070℃油淬+回火(730℃二次)

    等温球化退火后1070℃淬火的组织由马氏体、未溶碳化物和残余奥氏体组成。3Cr2W8V钢淬火后的硬度可达48HRC。随回火温度的升高,由于二次硬化及碳化物类型的转变,3Cr2W8V钢的硬度和韧性呈现出了相反的变化趋势,即硬度先升后降,而韧性先降后升。

  因此,等温球化退火、1070℃淬火后再680℃左右进行两次回火能够使3Cr2W8V模具钢保持足够的硬度和韧性,有利于延长模具寿命。

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