延长冲模Cr12MoV凸模使用寿命的工艺研究

摘 要 生产企业中用Cr12MoV钢制造的凸模在冲压生产中使用寿命差异很大，容易发生型腔崩刃和开裂现象。我们从整个凸模制造工艺流程进行了多次的检验和分析，并进行了一系列的热处理工艺试验，确定了最终的热处理工艺。与常规的热处理相比改进后的热处理工艺使凸模的寿命得到显著延长。
　　关键词 Cr12Mov 热处理 使用寿命 金相组织
　　　0引言
　　凸模零件的主要作用是用来分离金属板材的，所以在使用过程中都是直接和金属板材接触的，所以凸模的选择时我们应该要考虑的是具有高的冲击韧性、耐磨性性和一定的红硬性的，对此我们应该选用要求比较高的材料，在日常的生产中常用的有T8A、9SiCr、Cr12MoV、Cr12、CrWMn等，Cr12MoV与Cr12相比，含碳量比Cr12钢低。Cr12MoV具有比较高的淬透性，淬火时的体积变化也要比Cr12钢小。Cr12MoV在Cr12化学成分基础上添加了Mo和V两种元素，这样使其在力学性能更加优越，所以在如今不断出现的一些新型的冷作模具材料，比如DC53的某些性能可能优于Cr12MoV，但是在目前的企业生产中还是大量使用Cr12MoV，就是因为性价比最高的还是Cr12MoV材料，以至于Cr12MoV材料广泛地用作冷作模具工作零件的制造。
　　某冲压生产企业用Cr12MoV钢制造的凸模在冲压生产中使用寿命差异很大，近一半凸模在冲完5000件产品后出现型腔崩刃和开裂现象。凸模的提前报废给大大增加了企业的生产成本。为延长Cr12MoV凸模的使用寿命，我们从整个凸模制造工艺流程进行了多次的检验和分析，并进行了一系列的热处理工艺试验，确定了最终的热处理工艺。
　　1 对Cr12MoV钢原材料进行检测
　　1.1 对Cr12MoV钢原材料进行化学成分检测
　　我们用DEX1800型X射线荧光光谱仪对公司库存Cr12MoV钢原材料进行化学成分检测。测试结果如表1所示。
　　表1 样品的主要化学成分
　　查证可知合格的Cr12MoV化学成份：
　　碳：1.4～1.7；硅：≤0.4；锰：≤0.4；硫：≤0.03；磷：≤0.03；铬：11.0～12.5；镍：允许残余含量≤0.25；铜：允许残余含量≤0.30；钒：0.15～0.30；钼：0.40～0.60。
　　所以公司库存Cr12MoV钢原材料为合格的。
　　1.2 对Cr12MoV钢原材料进行金相组织检验
　　金相分析：在Cr12MoV工件上采用线切割截取试件，经过粗磨、细磨、抛光，然后采用4%硝酸酒精侵蚀，在显微镜下观察组织，进行金相分析，如图1、2所示，组织为回火马氏体、少量残余奥氏体以及呈带状及网状分布的不均匀碳化物。
　　图1 横截面图 图 2 纵截面
　　发现炭化物的形状不规则、周边有尖角锐边、成大块团状且不均匀分布级别很高，基体组织晶粒的粗大。
　　2 对其组织和性能进行分析
　　2.1 进过不同热处理的硬度
　　Cr12MoV钢经过不同温度的淬火和不同温度的回火后的硬度是不同的实验数据见表2所示。
　　从表2中可以看出：
　　（1）Cr12Mov钢经过淬火后的硬度与淬火的温度有非常大关系，从表2中可以看出980～1040℃淬火的最高硬度为63～65HRC。
　　（2）1300℃淬火，520℃回火3次，硬度仅提高到53HRC，在温度为550℃下回火1～2次，硬度回升高到57.5HRC。在温度为1200℃下淬火，温度为520℃下回火3次，此时的硬度没有什么变化，但是经温度为550℃下经过2次回火，硬度可以升高到59HRC。
　　2.2 不同热处理的金相组织
　　Cr12Mov钢经过不同的热处理金相组织变化很大。
　　（1）800～880℃淬火，未回火的Cr12Mov金相组织为：马氏体+屈氏体+碳化物。可以看出材料碳化物偏析比较严重，其中奥氏体的成分不均匀，其稳定性程度是不同，硬度也是由低到高的。（2）在温度为950℃，980℃，1010℃时淬火，但是没有经过回火的Cr12Mov钢的金相组织为：马氏体+碳化物+残留奥氏体。
   通过对Cr12MoV钢的分析，可以知道Cr12MoV钢中存在大量的炭化物，而且严重偏析，所以不同的热处理对其性能的影响很大，不同的性能是由不同的内部组织结构决定的，不同的金相组织是由不同的热处理工艺决定的。