該鋼屬于合金滲碳鋼、滲碳型塑料模具鋼。該鋼的滲碳與熱處理工藝性能
(1)材料的特性
該鋼屬于合金滲碳鋼、滲碳型塑料模具鋼。該鋼的滲碳與熱處理工藝性能
良好,在≤960℃時為細晶粒組織,在常用的滲碳溫度下長期加熱,晶粒無長大傾向,淬火后的殘留奧氏體甚少,因此,該鋼具有較高的強度和耐磨性,可加工性良好,主要性能與20CrNi鋼相似。
抗拉強度≥1080MPa、屈服強度≥885MPa、伸長率≥10%、斷面收縮率≥45%、沖擊韌度≥69J/cm2、硬度≤207HBW,試樣毛坯尺寸為15mm。
對20CrMnTi鋼的齒輪坯料采取等溫正火,可以消除粒狀貝氏體組織,降低坯料正火后的硬度,完全可以滿足機械加工要求。從等溫正火試驗結(jié)果可以看出,該工藝具有工藝范圍寬,工藝穩(wěn)定等特點,等溫正火溫度為550~650℃,保溫時間在30min以上,均可獲得珠光體和鐵素體混合組織,且硬度在160~170HBW之間。顯然該工藝有助于含Mo的20CrMnTi鋼具有更廣泛使用。
在常規(guī)正火工藝中,并非100%出現(xiàn)粒狀貝氏體,給機械加工帶來很大困難。據(jù)汽車用倒擋齒輪、行星齒輪、半軸齒輪三項生產(chǎn)統(tǒng)計,約有40%出現(xiàn)此問題。
(2)供貨狀態(tài)應(yīng)在記
正火、退火、高溫回火、或不熱處理態(tài)。
(3)化學成分
根據(jù)標準GB/T 3077-1999該鋼的化學成分(質(zhì)量分數(shù)):C0.17%~0.23%、
Si0.17%~0.37%、Mn0.80%~1.10%、Cr1.00%~1.30%、Ti0.04%~0.10%、P≤0.035%、S≤0.035%。
(4)該鋼加工工藝路線為:下料→鍛造模坯→退火→機械粗加工→冷擠壓成形→再結(jié)晶退火→機械精加工→滲碳→淬火、回火→研磨拋光→裝配。
(5)臨界點溫度(近似值)
Ac1=740℃、Ac3=825℃、Ar1=650℃、Ar3=730℃。
(6)退火規(guī)范
退火溫度約860~880℃,出爐空冷,硬度≤217HBW。
(7)正火規(guī)范
正火溫度920~950℃,出爐空冷,硬度156~207HBW。
(8)淬火、回火規(guī)范
滲碳溫度900~920℃(罐冷),淬火溫度820~850℃,油冷以避免高溫回火脆性。
(9)滲碳、淬火、回火規(guī)范
滲碳溫度900~920℃(罐冷),淬火820~850℃,油冷,硬度>60HRC;180~200℃×1.5h回火,空冷,表面硬度>60HRC,心部硬度35~40HRC。
(10)碳氮共滲及淬火
碳氮共滲溫度840~860℃,共滲后直接淬火,淬火溫度830~850℃,油冷,硬度≥60HRC?;鼗饻囟?60~180℃,空冷,表面硬度58~62HRC。
(11)典型應(yīng)用舉例
1)壓制鋁套冷擠壓模,D16、D20型壓制鋼絲繩鋁套冷擠壓模,原采用CrWMn鋼淬火回火,硬度為45~50HRC,盡管硬度要求在冷擠壓模中較低,但由于CrWmn鋼組織中存在碳化物的不均勻性,易造成模具崩刃、開裂而早期失效,使用壽命僅為1000多件,有的僅幾百件。
2)國內(nèi)也有不少應(yīng)用低碳馬氏體鋼強烈淬火工藝制作冷作模具的實例。
3)用于小型精密型腔嵌件,還可以用滲碳增加表面硬度,提高耐磨性。
4)用于受磨損較大、受較大載荷及生產(chǎn)批量較大的模具。