模具新钢种：超硬高速钢及其应用

一、模具新钢种——超硬型高速钢
　　钻研和展开模具新钢种，是改进和进步模具钢的强韧性，耽误模具的运用寿命的重要门路。我国模具家产正在迅速展开，我国的资料工做者正在借鉴海外先进技术的根原上联结原国资源状况和特点，引进和研制了许多新型模具钢。颠终消费上的考核挑选，一些机能劣良、工艺机能也比较好的钢种遭到模具制造和运用单位的接待，使模具的运用寿命抵达以至赶过国内外同类模具的水平，如北京钢铁学院取大冶钢厂研制的无Co超硬高速钢W12Cr4Mo3x3N(简称x3N)的各项机能劣量，获中华人民共和国国家缔造奖，中华人民共和国专利(91102252)， x3N模具机能比现用普通高速钢进步2～10倍，相当于国际市场现用含 10%Co的高速钢，已乐成地推广使用正在工模具消费中，可使寿命成倍删多。
二、x3N成分及机能特点
　　W12Cr4Mo3x3N(简称x3N)是钨-钼系含氮无钴超硬型高速钢，x3N的化学成分c:1.21%； W: 11.88%； Mo: 2.95%； Cr4.00%； x:2.87%； N: 0.075%.新型超硬高速钢x3N成分设想特点是：
　 高C： C对冷做模具钢的强韧性、耐磨性有决议性的映响。含碳质删多，则抗压强度及耐磨性删多。因而，抗攻击及高强韧冷做模具钢含碳质较高。
高x： x强烈细化晶粒，强烈进步耐磨性、红硬性及二次软化才华。但含质过多会鲜亮恶化可锻性及磨削性。
含N：N可细化晶粒，又有析出强化的做用，且机器机能及焊接机能都较好。
　　次要技术机能：x3N钢具有硬度高、耐磨性好、高的红硬性和一定的韧性，正在冷做模具钢上使用成效十分显著。该钢取含钴高速钢相比，价格低廉且易加工，通过适当的热办理，可获得高硬度(HRC67～70)、高红硬性(625℃4小时，HRC63～65)和高耐磨性，韧性和抗弯强度均不低于普通型高速钢，可按捺模具刃口塌陷和倾圯等晚期损坏。
三、x3N钢模具的加工工艺
　　模具热办理办法和加工工艺的选择同样要依据模具的工做条件、失效方式和对机能的差异要求来确定。应不停改进热办理方法，改制热办理工艺，使资料的强度、韧性获得最佳共同，并严格遵照热办理工艺，控制加热温度、光阳、冷却速度，从而担保模具的运用机能。
　　1，锻造
　　x3N钢含有大质的一次碳化物和二次碳化物，若糊口生涯正在淬火组织中，将急剧降低模具所有寿命。只要通过对本资料改锻，击碎碳化物，威力使其呈细小、平均的形貌分布于钢基体，进步整体力学机能。
　　x3N钢导热性差，锻坯加热时应丰裕预热，始锻温度1170℃，末锻温度950℃，方法可给取250kg(小件)和400kg空气锤，初步给取轻锤快打，中间用重锤打，最后慢打轻打，锻后于石棉粉箱中缓冷与出后即停行退火办理。
　　2，锻退却后退火
　　可给取等温退火或普通860 oC退火4小时. 机器加工
　　锻后硬度较高，给取等温或普通退火后，机加可顺利停行，淬火后因工硬度较高，故工件成型磨削难度较大，可给取镨铌刚玉加铬制做的砂轮停行磨削。
　　热办理工艺
　　x3N钢正在1220～1230℃淬火时，由于存正在未熔碳化物，硬度偏低，系淬火温度有余；正在1260～1270℃淬火时，晶粒鲜亮过大，系过热景象。选择1230～1240℃淬火加热温度既能使碳化物和折金元素丰裕溶解到奥氏体中去，又能保持较细晶粒(10～10级)。
x3N超硬高速钢模具部件给取1220～1230℃经550℃四次回火，硬度可控制正在HRC64～67，详细可依据零件尺寸的大小从热办理工艺上停行调解，抵达硬度和强度较抱负的共同，x3N超硬型高速钢淬火后有较多残余奥氏体，据测定约为25%～30%，必须尽质打消减少，为此停行多次高温回火使之发作马氏体改动。停行4次高温回火后，大局部残余奥氏体发作了马氏体改动，孕育发作二次软化效应。x3N钢二次软化效应温度比普通高速钢高30～40℃，那一特性十分可贵，讲明x3N钢有更高红硬性。
精加工后的深冷办理
　　经深冷办理后，由于残留奥氏体向马氏体改动以及超细碳化物的析出，模具零件硬度和耐磨性将进一步改进，耐磨性可进步40%，既缩短回火光阳勤俭了能质，又鲜亮进步了模具运用寿命。

　　高速钢模具深冷办理工艺历程为：模具除油污→放入保温罐中→少质多次注入液氮(196℃)→保温浸泡2.5h→与出模具迅速放入60～70℃热水中。
　　四、x3N钢正在冷做模具的使用取成效
　　x3N超硬冷做模具寿命均比 Cr12Mox、Cr12等罕用模具寿命进步3～5倍，比现用普通高速钢进步2～10倍，经济效益更为显著，x3N钢制模具机能相当于国际市场现用含10%Co的高速钢。
　　某厂硅钢片冲模本来都是给取CrWMn、Cr12Mox等铬钢制做的，但由于硅钢等硬面脆，故模具消耗质大，给取x3N钢制做模具，经济成效鲜亮
五、结语
x3N超硬高速钢各项机能劣量，符折加工冲裁模等冷做模具，寿命显著进步。
x3N钢热加工工艺较严格，1220～1230℃淬火，550℃4次1小时回火，精加工后再经深冷办理可与得高硬度、高耐磨性和劣秀的韧性共同，运用历程中还可按期对凹模停行去应力回火以耽误命命。