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Crl 2MoV钢冷镦模具的复合强韧化处理工艺研究
Crl 2MoV钢冷镦模具的复合强韧化处理工艺研究
口杨光龙
贵州省机电学校贵阳550001 摘要：通过对冷镦模具用材料Crl2MoV钢的化学成分、材料性能以及常规热处理中存在的问题进行分析．总结出 了对Crl2MoV钢冷镦模具原材料进行合理改锻和复合强韧化处理工艺。试验表明，采用该工艺可以大幅度提高crl2MoV 钢冷镦模具的寿命。 关键词：Crl2MoV钢 冷镦模具 复合强韧化处理 中图分类号：TGl62．41 文献标识码：B 文章编号：1000—4998(2011)07—13084—03 Crl2MoV钢是高碳高铬冷 作模具钢．其化学成分如表1所 示。由于高的含碳量和含铬量， 形成了大量的碳化物和高合金 表1 Crl2MoV钢的化学成分／wt．％ I材料名称 化学成分(GBl299—1985) C Cr Mo V Si Mn P S Crl2MoV 1．4501．70 1 l。00～12．50 O．40—0．60 O．15～O_30 ≤0．40 ≤0．40 ≤O．03 ≤0．03 度的马氏体，使钢具有高硬度、高耐磨性。铬又使钢具 有高的淬透性和回火稳定性．钢中的钼增加了钢的淬 透性，并且细化了晶粒，钒能细化晶粒增加韧性．又能 形成高硬的VC以进一步增加钢的耐磨性。因此， Crl2MoV钢在冷作模具中，特别是在冷镦模具中得到 了广泛应用． 但是在常规的热处理中．Crl2MoV钢冷镦模具淬 火硬度最高仅为58～60HRC．且较脆。韧性偏低。导致 冷镦模具过早磨损和脆裂。在锻造中其热加工温度范 围较窄，变形抗力较大．退火硬度较高。机械加工较 难。为此我们进行了改善冷加工性能和提高Crl2MoV 钢冷镦模具使用寿命的复合强韧化处理工艺试验。结 果表明，模具的使用寿命比原来提高了3～4倍．充分 发挥了材料的潜力。 1 对Crl2MoV钢原材料的合理改锻 Crl2MoV钢原材料往往有疏松、夹杂、碳化物偏 析严重等冶金缺陷。为此必须进行改锻，击碎碳化物， 消除偏析和疏松，使组织致密．使碳化物呈细小、均匀 收稿日期：2011年2月 分布。该材料锻造温度较窄，约150～200℃，要求严格 控温．始锻温度1 040～1 060℃．终锻温度850～900 ℃．否则会出现锻造微裂纹，且在最终的热处理中将导 致模具严重开裂报废。同时因材料导热性低．必须均 匀预热。在400～500℃预热30～50 IIlin。内外热透均匀 后再送入炉膛内加热。加热均匀，勤翻动，防止局部过 烧。 锻造时采用径向十字形锻造方法．始锻要轻击， 在1 000～900℃要重击。在900～850℃要轻击．即轻一 重一轻锻造法。终锻完后(900～850℃)带余热即转入电 炉进行正火(见图1)．预先升温至960℃电炉内保温 \ 对焊接质量的不利影响．提升了焊接效率．降低了后期 2008． 的使用维护成本。通过借助于AutoCAD设计、UG建模 [3] 杜辉．白车身焊装线技术研究[D]．合肥：合肥工业大学， 和静力学仿真保证了气动焊钳自身结构与整体布局的 2007． 合理性，提高了设计过程的效率和可靠性。 [4]马秋成，韩利芬。罗益宁，等．UG—CAE篇[M]．北京：机械工 参考文献 业出版社，2002． [1]殷建国．PLC在汽车焊装生产线上的应用研究[D]．大连：大 [5] 沈春根，王贵成，王树林，等．UG NX 7．0有限元分析／k rl与 连理工大学．2007． 实例精讲[M]．北京：机械工业出版社，2010． △ [2]李永久．焊接教学机器人研究[D]．武汉：华中科技大学， \万方数据襄2 Crl2M“钢等沮退火加热温度对硬度的影响 l加热温度，℃ 860 880 9∞ 940 9踟 I硬度，船 245～255 230_240 23∞235 245^一260 255—270 表3 crl2MoV钢等温退火时闻对硬度的影响 I保温时间，Il 2 3 4 5 6 l硬度HB 狲276 255—270 245—255 225—235 215—235 1～1．5 h后空冷。利用锻造余热正火，可节省电能，降低 成本。因正火后硬度较高。不能进行机械加工，正火的 目的主要是使一次和二次碳化物充分熔解到奥氏体中 去。为等温退火作好组织准备，并使一次碳化物在等温 退火时球化较容易进行，获得理想的细球状碳化物，硬 度低．便于机加工，同时为强韧化处理作好组织准备。 表2为正火后不同球化等温退火加热温度对硬度的影 响．表3为按图1工艺进行不同球化等温退火时间对 硬度的影响。 按图1工艺处理后得到细小、均匀、弥散球状的碳 化物(≤2级)，硬度215—240 HB，非常适合于机械加 工．且是理想的预处理组织即球状珠光体。 2 Crl 2MoV钢冷镦模常规热处理工艺分析 在以往的生产实践中．用Crl2MoV钢制造的冷镦 模常根据模具的使用和受力情况选用高温淬火+高温 回火工艺进行(见图2)。当淬火温度大于1 000℃时， 一次碳化物M6C、MC和二次碳化物M∞C6全部熔于奥 氏体中。增加了合金化程度，碳化物偏析降低，得到饱 和状态的奥氏体．经淬火得到板条状马氏体+针状马 氏体+约20％的残余奥氏体．细晶粒8—10级。 经高温回火后碳化物细小弥散析出．碳化物变得 圆滑均匀．降低了碳化物对基体的切割作用，机械性能 得到进一步改善，出现二次硬化。增加了耐磨性能、抗 回火性能和提高断裂韧性K。。值和冲击韧性吼值，同 时也提高了抗疲劳强度．但其硬度偏低仅为56～58 HRC。采用这一常规处理工艺的冷 镦模具．其失效形式主要是拉毛和 磨损．使用寿命不高。 但若在生产中选用低温淬火+ 低温回火工艺(见图3)，当加热温度 低于990℃时．主要固熔二次碳化 物M∞C。，而一次碳化物M6C固熔较 少，约有6％～9％的碳化物未固熔在 奥氏体中成为过剩相．经低温淬火 和低温回火后．得到细针状马氏体+ 细小碳化物+约10％的残余奥氏体． 超细晶粒10～12级．硬度60—62 HRC，有较高硬度和耐磨性，但断 裂韧性K。。值和冲击韧性瓯值较低，模具脆性较大。其失效形式主要是脆断和龟裂。使 用寿命也不高。总之。Crl2MoV钢冷镦模具采用上述 两种工艺均有一定缺陷，不很理想。 3 Crl2MoV钢冷镦模具复合强韧化处理工艺 图4为我们在生产实践中经多次试验采用的 Crl2MoV钢冷镦模具复合强韧化处理工艺。通过该处 理工艺使冷镦模具抗冲击韧性和耐磨性均有较大程度 的提高，克服了两种常规热处理工艺所产生的问题。表 4为按图4热处理后的Crl2MoV钢冷镦模具的主要 性能指标。将Crl2MoV钢冷镦模具高温淬火+高温回 火后进行硫、碳、氮三元共渗。具有软氮化工艺的全部 优点，表面形成含S、C、N的化合物层和C、N扩散层， 硬度达到980-l 000 HV，基体硬度57～59 HRC，使冷 p倒赠 ▲图4 Crl2MoV钢冷镦模复合强韧化处理工艺曲线 时间，ll 裹4 Crl2Mov钢冷徽模具复合强韧化处理后的性能指标
1．成阳职业技术学院 陕西成阳 712000 2．西安理工大学两安710054 摘要：水平连铸机运行中存在棒料“自旋”现象，牵引棍与棒料问的相对滑动，造成了棒料拉拔速度的抖动及磨损， 同时增加了压断力。通过对牵引系统的结构及其受力分析，指出了水平连铸系统运行中棒料“自旋”运动形成的原因．并提 出了有效抑制自旋运动的改进方案。 关键词：自旋运动受力分析改进方案 中图分类号：TG249．7 文献标识码：A 文章编号：1000—4998(2011)07—0086—03 铸铁水平连铸始创于二十世纪六、七十年代，作 为一种新的型材生产工艺．以其优良的特性在国际上 得到了广泛的应用。我国从1985年组织攻关．1987年 研制出ZSL—01型连铸生产线。在这基础上西安理工 大学于1992年再次研制了zSL—02型连铸生产线． 该机实现了全线半自动化．年产量为2 000 t．可生产 直径40～250 mill的圆形及非圆形等截面的铸铁型材。 该生产线主要由保温炉、牵引机、同步切割机、压 断机、出线机和液、电控制系统组成。在水平连铸机牵 引过程中，经常出现棒料“自旋”现象．不仅增加了机 器、型材的磨损与振动，而且使切口深度减小，切口到 达压断机时不再处于正上方．增大压断负荷．影响压 断效果．甚至会出现压断不了的情况。本文针对水平 连铸机运行中所出现的“自旋”现象进行分析．找卅了 该现象产生的机理，并提出了改进方案。 1“自旋”运动产生机理 1．1牵引系统组成及工作原理 牵引系统由牵引机及相应的液电控制系统组成． 是水平连铸铸铁型材生产线的主机。
