锻后退火
可采用等温退火或普通860℃退火4小时,机械加工锻后硬度较高,采用等温或普通退火后,机加可顺利进行,淬火后因工硬度较高,故工件成型磨削难度较大,可采用镨铌刚玉加铬制作的砂轮进行磨削。
热处理工艺
V3N钢在1220~1230℃淬火时,由于存在未熔碳化物,硬度偏低,系淬火温度不足;在1260~1270℃淬火时,晶粒明显过大,系过热现象。选择1230~1240℃淬火加热温度既能使碳化物和合金元素充分溶解到奥氏体中去,又能保持较细晶粒(10~10级)。
V3N超硬高速钢模具部件采用1220~1230℃经550℃四次回火,硬度可控制在HRC64~67,具体可根据零件尺寸的大小从热处理工艺上进行调整,达到硬度和强度较理想的配合,V3N超硬型高速钢淬火后有较多残余奥氏体,据测定约为25%~30%,必须尽量消除减少,为此进行多次高温回火使之发生马氏体转变。进行4次高温回火后,大部分残余奥氏体发生了马氏体转变,产生二次硬化效应。V3N钢二次硬化效应温度比普通高速钢高30~40℃,这一特性十分宝贵,表明V3N钢有更高红硬性。
精加工后的深冷处理
经深冷处理后,由于残留奥氏体向马氏体转变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善,耐磨性可提高40%,既缩短回火时间节省了能量,又明显提高了模具使用寿命。
高速钢模具深冷处理工艺过程为:模具除油污→放入保温罐中→少量多次注入液氮(196℃)→保温浸泡2.5h→取出模具迅速放入60~70℃热水中。
四、V3N钢在冷作模具的应用与效果
V3N超硬冷作模具寿命均比 Cr12MoV、Cr12等常用模具寿命提高3~5倍,比现用普通高速钢提高2~10倍,经济效益更为显著,V3N钢制模具性能相当于国际市场现用含10%Co的高速钢。
某厂硅钢片冲模原来都是采用CrWMn、Cr12MoV等铬钢制作的,但由于硅钢等硬面脆,故模具耗损量大,采用V3N钢制作模具,经济效果明显。
五、结语
V3N超硬高速钢各项性能优良,适合加工冲裁模等冷作模具,寿命显著提高。
V3N钢热加工工艺较严格,1220~1230℃淬火,550℃4次1小时回火,精加工后再经深冷处理可获得高硬度、高耐磨性和良好的韧性配合,使用过程中还可定期对凹模进行去应力回火以延长寿命。
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