DC53模具钢

(1)SKD11进行改良的新型冷作模具钢,其技术规范载于日本工业标准(JIS)G4404。它克服了SKD11高温回火硬度和韧性不足的弱点,将在通用及精密模具领域全面取代SKD11。

(2)DC53热处理硬度高於SKD11,高温(520-530℃) 回火后可达62-63HRC高硬度,在强度和耐磨性方面DC53超过SKD11。韧性是SKD11的2倍,DC53的韧性在冷作模具钢中较为突出,用DC53制造的工具很少出现裂纹和开裂,大大提高了使用寿命。线切割加工后的残余应力较小经高温回火减少了残余应力,线切割加工后的裂纹和变形得到抑制。切削性和研磨性超过SKD11,DC53的切削性和研磨性优于SKD11,使用DC53可增加工具模具寿命和减少加工工序。

(3)化学成分 碳 c :1.00 硅 Si:0.91 锰 Mn:0.32 铬 Cr:8.00 钼 Mo:2.00 钒 V: 0.28 p:0.0007 DC53

(4)密度 DC53比一般模具钢略重,密度为7.9g/cm 3

(5)使用 

  ①被切削性,被研磨性良好。被切削性,被研磨性皆比SKD11 ,所以加工工具寿命较长,加工工时数较省。

②在热处理上之优点淬火硬化能比SKD11高,所以可改善真空热处理时硬度不足之缺陷。

③在线切割加工上之优点,藉高温回火可减轻残留应力及消除残留沃斯田铁,能防止线切割加工产生龟裂、变形之困扰。

④在表面硬化处理上之优点,表面硬化处理后表面硬度比SKD11高,因此可提高模具性能。

⑤在修补焊接作业上之优点,由于预热及后热温度均比SKD11低,所以修补焊接作业较简便。

氮化处理:工件经氮化处理后表面获得致密的硬化层组织,使工件的耐磨性与抗蚀性显著提高。525 ℃气体氮化处理后表层硬度约 1250HV , 570 ℃软氮化处理表层硬度约 950HV 。

(6)基本性能 : DC53是在SKD11(Crl2MoV)基础上改进的冷作模具钢,常规热处理条件下,残余奥氏体几乎全部分解,一般可省略深冷处理,在较强硬度下仍可保持较高的韧性。 一实验设计:DC53经1040℃ 淬火和520~530℃高温回火后,硬度HRC可达62~63,韧性为Crl2MoV的两倍,是目前常用的冷作模具钢中 的,且切削性、磨削性较好,电加工变质层残余应力小,残余奥氏体极少,碳化物细小并分布均匀。 因模具受力情况较复杂,有些模具工作零件需具备一些特殊的力学性能,若按标准的热处理工艺往往无法达到理想的工作性能要求,需通过热处理对硬度、韧性和耐磨性等基本特性作适当调整,以达到模具 佳工作状态.淬火温度和回火温度则是热处理的主要工艺参数,本文着重研究DC53的回火特性。 二实验设计:实验中,对DC53热处理规范略作一些变化,适当调整了淬火温度,回火温度取6档,即100℃ ,200℃ ,300℃ ,400℃ ,500℃ ,600℃。100℃回火选用101-2型干燥箱进行加热,其余采用SX-25-12型箱式电阻炉加热,每个回火温度取两个试样。 硬度测试选用金属洛氏硬度实验,在常温下进行,采用HBRVU-187.5型布洛维光学硬度计。 冲击试验采用10mm×10mm×55mm无缺口试样,在JB30B冲击试验机上进行,冲击能量为0.3 KN.m或0.15 KN.m。 实验结果与分析:⒈硬度值 对每个试样各取3个不同位置点测硬度,得出各回火温度下的硬度值,综合各试样的硬度值,DC53在100~500℃回火时,硬度值变化并不大;在400℃中温回火时硬度略高,标准热处理回火后的硬度峰值一般在520℃左右;在600℃ 高温回火后,硬度大幅下降,平均HRC硬度值仅为52.4,故回火温度不宜太高。 ⒉冲击韧性 回火后,磨去试样表面的氧化脱碳层,测出不同回火温度下各试样的冲击值,综合各试样的冲击值,DC53在200℃回火时,平均冲击值达到60 J/cm2以上.在500℃回火时,冲击韧性较差,表现出一定的高温回火脆性.600℃以上回火冲击韧性很好,但硬度大为下降,达不到使用要求. 实验结果表明,DC53总体回火稳定性较好,在一定回火温度范围内,硬度和冲击值变化不大;在400~500℃回火时韧性大幅度下降,出现回火脆性现象;在600℃回火时,试样的韧性很高,冲击值达到85 J/cm2,但硬度大幅下降.在生产中,对于一些硬度、耐磨性要求不太高而韧性要求较高的冷作模具可采用高温回火;对硬度要求较高,同时又要具有较高韧性的冷作模具,宜采用200℃左右的低温回火.其他回火温度下的硬度和冲击值可采用合适的计算方法(如插值法、函数逼近等)预测,再用实验验证.淬火态试样中碳化物呈断续细带状分布,200℃回火后碳化物呈均匀分布,且组织内几乎不存在大块状碳化物,故韧性较好.从断口形貌看,200℃回火组织断口的解理台阶远少于淬火态试样,5000倍金相中的断口有一些小而浅的韧窝,显示其有一定的韧性.回火后,残余奥氏体转变较充分,碳化物细小并分布均匀,使韧性增加. 结论:⒈适当调整淬火温度后,DC53在200℃回火时硬度和冲击韧性都较高;在400~500℃ 回火时硬度较高,韧性大幅度下降;在600℃ 回火时冲击韧性很高,硬度显著下降. ⒉形状复杂的精密冲模、修整模、冷轧辊轮等工模具宜采用低温回火工艺,以使模具工作零件获得高硬度、高韧性、耐磨性好、强度高,可有效延长模具寿命,防止过度磨损、变形、开裂等早期失效现象. ⒊受冲击载荷较大的复杂模具可采用低淬高回工艺,以得到较高的冲击韧性,防止模具产生脆性断裂现象。

图  解