模具鋼材 VIKING鋼材精密材質(zhì) VIKING冷作工具鋼
VIKING的化學(xué)成分：
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UDDEHOLM
UHB |
ASSAB |
AISI |
DIN |
主要化學(xué)成分（%） |
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C |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
V |
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VIKING |
VIKING |
--- |
--- |
0.50 |
1.00 |
0.50 |
8.00 |
1.50 |
0.50 |
VIKING簡(jiǎn)介：
VIKING是一種油冷、氣冷硬化模具鋼，具有下列特性：①良好的熱處理尺寸穩(wěn)定性；②良好的機(jī)加工和磨耐加工性能；③綜合了{(lán)jj0}的韌性和耐磨性；④常用硬度范圍為52－58HRC。
模具工作條件
模具使用狀態(tài)受多方面影響，如模具的潤(rùn)滑、冷卻、模座剛性、被加工材料的特性（磨粒磨損和粘著磨損）、被加工件的厚度、模具及產(chǎn)品設(shè)計(jì)及模具使用壽命等等。在沖切過(guò)程中，模具必須具備一定的韌性。當(dāng)沖切厚的板材和鋼帶時(shí)，模具沖切刃口會(huì)承受很高的拉應(yīng)力，所以要求模具必須具有很高的韌性才不至于開裂。被加工件厚度越厚對(duì)模具韌性要求就越高，此時(shí)就必須選用高韌性且耐沖擊的模具材料，同時(shí)還必須具有良好的耐磨性以保證合理經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。
VIKING的組織結(jié)構(gòu)
VIKING經(jīng)1010℃淬火及540℃兩次回火后的組織包括碳化物，回火馬氏體和大約1％殘余奧氏體。
下圖所示為VIKING熱處理后典型的金相顯微組織照片。
放大800倍
VIKING的應(yīng)用
一般用于高載荷沖切和成型加工的耐沖擊鋼種都不能提供{zj0}的綜合性能：
S1 -淬透性和耐磨性
W.-Nr.1.2767 -耐磨性差
H13 -耐磨性和抗壓強(qiáng)度不足
S7 -長(zhǎng)壽命生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)中、耐磨性不足
VIKING是一種適用于高載荷沖切和成型加工，具有高耐磨性和高韌性的多用途高合金模具鋼。
被加工材料厚度可達(dá)25mm之沖切和沖孔模；
其它用途：精沖模；切邊模；深拉模；冷鍛模；擺碾模；軋輥；形狀復(fù)雜的冷擠模；制管拉伸模等。
VIKING的物理參數(shù)
VIKING硬化至58HRC,室溫及高溫之物理參數(shù).
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溫度(℃) |
20 |
200 |
400 |
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密度(Kg/m3) |
7750 |
7700 |
7650 |
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熱膨脹系數(shù)(20℃起/℃) |
--- |
11.6×10-6 |
11.3×10-6 |
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彈性模量(N/mm2) |
190000 |
185000 |
170000 |
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熱傳導(dǎo)系數(shù)(W/m℃) |
26.1 |
27.1 |
28.6 |
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比熱(J/Kg℃) |
460 |
--- |
--- |
VIKING的抗拉強(qiáng)度
抗拉強(qiáng)度是一個(gè)常用的參考數(shù)值,所有試樣均取自直徑為35mm的圓棒之軋制方向,試樣經(jīng)1010±℃油淬及回火二次至不同硬度。
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硬度HRC |
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58 |
55 |
50 |
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抗拉強(qiáng)度Rm(N/mm2) |
1960 |
1860 |
1620 |
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屈服強(qiáng)度Rp0.2(N/mm2) |
1715 |
1620 |
1470 |
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斷面收縮率Z(%) |
15 |
28 |
35 |
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延伸率A5(%) |
6 |
7 |
8 |
VIKING的抗壓強(qiáng)度
試樣之取樣及熱處理方式與抗拉強(qiáng)度測(cè)試之試樣相同。
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硬度HRC |
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58 |
55 |
50 |
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抗壓強(qiáng)度Rm(N/mm2) |
2745 |
2450 |
2060 |
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抗壓屈服強(qiáng)度Rp0.2(N/mm2) |
2110 |
2060 |
1715 |
VIKING的熱處理
⒈軟性退火
在保護(hù)氣氛中加熱至880℃，再以每小時(shí)約10℃的冷卻速度爐冷到650℃，然后空冷。
⒉應(yīng)力xc
粗加工后，模具加熱至650℃，保溫2小時(shí)，緩冷至500℃，然后空冷。
⒊熱鍛
鍛造溫度1090℃~900℃。模具緩慢加熱并均勻至約700℃，然后快速加熱至熱鍛溫度。鍛打后，模具應(yīng)置于爐中、木炭中、沙子中或蛭石中緩慢冷卻。
⒋淬火
⑴預(yù)熱溫度 ：600-700℃，
⑵奧氏體化溫度：980-1050℃,通常采用1010℃。
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溫度℃ |
保溫時(shí)間min |
回火前硬度(近似值)HRC |
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980
1010
1050 |
40
30
20 |
57
60
60 |
⑶保溫時(shí)間=模具達(dá)到淬火溫度透熱后，所在需要的保持時(shí)間。
⑷防脫碳的保護(hù)措施
淬火時(shí)，防脫碳和氧化的保護(hù)措施，建議如下：
①中性鹽浴加熱；②用鑄鐵屑,焦碳包裹模具；③保護(hù)氣氛-吸熱性氣體；④真空。
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淬火溫度℃ |
活性碳ac |
露點(diǎn)(近似值)℃ |
二氧化碳含量% |
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980
1010
1050 |
0.07
0.06
0.06 |
+10
+4
+1 |
0.45
0.40
0.30 |
⑸淬火介質(zhì)
①循環(huán)氣體或空氣；②高速氣體；③在200-550℃分級(jí)爐中淬火,1-120分鐘,然后空冷；④油。
注意：模具冷卻至50－70℃應(yīng)馬上回火。
⑹轉(zhuǎn)變溫度
當(dāng)以每小時(shí)100℃的速度加熱時(shí),奧氏體大約在800℃開始形成；在約850℃轉(zhuǎn)變結(jié)束。當(dāng)以每小時(shí)100℃的速度冷卻時(shí)，奧氏體大約在820℃時(shí)開始轉(zhuǎn)變，約在750℃轉(zhuǎn)變結(jié)束。
⒌回火
緩慢均勻加熱至回火溫度，回火二次，{zd1}回火溫度180℃，保溫至少2小時(shí)。
⒍火焰硬化和感應(yīng)硬化
VIKING可用火焰硬化和高頻感應(yīng)硬化。為使火焰或感應(yīng)硬化后獲得均勻的硬度，模具應(yīng)首先預(yù)硬至35±2HRC，火焰硬化或感應(yīng)硬化后應(yīng)至少在180℃回火。
⒎空冷后的尺寸改變
試樣：100×100×25mm
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奧氏體化溫度℃ |
寬度% |
長(zhǎng)度% |
厚度% |
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970 最小
{zd0} |
-0.01
+0.03 |
-0.02
+0.04 |
+0.04
+0.08 |
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1000 最小
{zd0} |
+0.02
+0.08 |
+0.02
+0.09 |
+0.04
+0.12 |
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1030 最小
{zd0} |
+0.01
+0.12 |
+0.01
+0.10 |
+0.04
+0.12 |
⒏回火后的尺寸改變
尺寸改變%
回火溫度
注意：模具整體尺寸的改變是淬火和回火時(shí)尺寸改變的總和。
⒐氮化
氮化處理使得模具具有一層堅(jiān)硬的表面氮化層以提高其耐磨損和耐腐蝕性能。在525℃氨氣氮化后，模具表面硬度可高達(dá)約1000HV。570℃軟氮化二小時(shí)，模具可得到一層很薄的表面硬化層，硬度為900~1000HV。
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氮化時(shí)間(小時(shí)) |
20 |
30 |
60 |
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氮化層深度(mm） |
0.15 |
0.25 |
0.30 |
VIKING的電火花加工（EDM）
硬化后模具進(jìn)行電火花加工后應(yīng)以低于上次回火溫度25℃的溫度再回火一次。
VIKING的焊接
模具鋼的焊接，采取適當(dāng)保護(hù)措施（如模具預(yù)熱，焊縫預(yù)加工，合適的焊條和焊接工藝）方可獲得好的焊接效果。VIKING能夠做焊接處理，模具經(jīng)預(yù)熱可減少焊接開裂的風(fēng)險(xiǎn)。
焊接注意要點(diǎn)如下：
⑴退火狀態(tài)VIKING的焊接
①預(yù)熱至300-400℃；②在300-400℃時(shí)焊接；③模具緩慢冷卻至約80℃后立即軟性退火；④淬火和回火。
⑵硬化狀態(tài)VIKING的焊接
①預(yù)熱至先前回火溫度，{zd1}250℃，{zg}300℃；②在此溫度焊接，焊接溫度不得低于200℃；③空冷到約80℃；④焊補(bǔ)后應(yīng)馬上回火，回火溫度低于上次回火溫度25℃。
注意：退火態(tài)VIKING焊接時(shí)，應(yīng)選用與基體材料相同成分的焊條。硬化態(tài)VIKING電焊時(shí)，使用OK84.52焊條或UTP67焊條。氬弧焊時(shí)，使用UTP A 67S或Castolin CastoTIG5焊絲。
