GM(9Cr6W3Mo2V2)_高耐磨性冷作模具钢GM(9Cr6W3Mo2V2)

GM(9Cr6W3Mo2V2)_高耐磨性冷作模具钢GM(9Cr6W3Mo2V2)

GM(9Cr6W3Mo2V2)
高耐磨性冷作模具钢
国产新型高硬度冷作模具钢



9Cr6W3Mo2V2钢属高耐磨性冷作模具钢,取“高、磨”两个汉语拼音字头为其代号,称GM钢,由华中科技大学研制。

GM(9Cr6W3Mo2V2)钢的特性及应用
GM(9Cr6W3Mo2V2)钢是一种高硬度冷作模具钢,是制作精密、耐磨、高寿命冷作模具的新钢种,属莱氏体钢,其主要性能均优于Cr12型钢种。与Cr12MoV钢相比,GM(9Cr6W3Mo2V2)钢中C及Cr含量减少了一半,大大降低了共晶碳化物的不均匀程度。适当增加W、Mo、V的含量,既可提高淬透性能,又可细化晶粒,提高基体强度,强化二次硬化效果。GM(9Cr6W3Mo2V2)钢的二次硬化能力显著高于Cr12型高碳高铬钢,接近高速钢水平,GM(9Cr6W3Mo2V2)钢的硬化峰值在较宽回火温度范围出现,具有高的耐回火性。GM(9Cr6W3Mo2V2)钢在韧性和强度上均优于高碳高铬钢及高速钢,硬度指标高于
基体钢6W6Mo5Cr4V、5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al)、6Cr4Mo3Ni2WV(CG-2)、5Cr4Mo2W2SiV、5Cr4W5Mo2V(RM2)、6Cr5Mo3W2VSiTi(LM2)、LD(7Cr7Mo2V2Si)及高碳高铬钢,在抗粘着磨损上也大大优于基体钢和高铬钢并与高速钢相近,抗弯强度和压缩屈服点远高于高铬钢,其中抗弯强度高出约70%。
GM(9Cr6W3Mo2V2)钢通过对Cr、W、Mo、W等碳化物形成元素的合理配比,并根据平衡碳规律调整碳含量,使钢具有很好的二次硬化能力与抗磨损能力,而且保持了较高的强韧性和有好的冷热加工性能。GM(9Cr6W3Mo2V2)钢在高速冲床多工位级进模、滚螺纹模、切边模、拉深模等模具中已得到较好应用。东莞市弘超模具科技有限公司推荐9Cr6W3Mo2V2钢用于制作冷挤压、冷锻、冷剪、高强度螺栓滚丝轮等高耐磨精密模具。

GM(9Cr6W3Mo2V2)钢的化学成分
化学成分见表1。
表1  GM(9Cr6W3Mo2V2)钢的化学成分(质量分数,%)

C Si Mn P S Cr Mo V W
0.86~0.96 ≤0.40 ≤0.40 ≤0.030 ≤0.030 5.60~6.40 2.00~2.50 1.70~2.20 2.80~3.20

GM(9Cr6W3Mo2V2)钢的临界点
Ac1≈795℃、Acm≈820℃、Ms≈220℃。

GM(9Cr6W3Mo2V2)钢的热加工
9Cr6W3Mo2V2钢是莱氏体钢,但共晶碳化物比高碳高铬(Cr12型)钢要少得多,也比高速钢少,尽管如此,锻造有要采取六面锻造,两轻一重(轻-重-轻)和高锻造比的打法,严格控制变形,不许冷锤锻造。锻造加热一定要缓慢进行以便充分热透,锻后需缓冷并及时回火,GM(9Cr6W3Mo2V2)钢的锻造工艺规范见表2。
表2  GM(9Cr6W3Mo2V2)钢的锻造工艺规范

项目 预热温度/℃ 加热温度/℃ 始锻温度/℃ 终锻温度/℃ 冷却
钢锭 600~800 1100~1150 1060~1100 850~900 缓冷
钢坯 600~800 1060~1100 1040~1080 850~900 缓冷

GM(9Cr6W3Mo2V2)钢的预备热处理
⒈锻后一般退火工艺:
加热830±10℃,保温2h,炉冷至500℃以下出炉空冷,退火后硬度为≤241HBS。
⒉锻后等温球化退火工艺:
加热860±10℃,保温3h,然后冷却到740±10℃,等温4~6h,再炉冷至500℃以下出炉空冷,退火后硬度约为205~228HBS。

GM(9Cr6W3Mo2V2)钢的淬火及回火
⒈预热温度800~820℃,淬火温度1080~1120℃,油淬或分级淬火,回火温度520~560℃,回火2~3次,硬度可达HRC64以上。淬火温度对硬度、残留奥氏体量、奥氏体晶粒尺寸的影响见表3。
表3  淬火温度对硬度、残留奥氏体量、奥氏体晶粒尺寸的影响

淬火温度/℃ 1000 1040 1080 1100 1120 1160 1220 1260
硬度/HRC 60.5 62 66  64.5 64 62 56 60
残留奥氏体量 - 20 20.5 21 28 43 57 -
晶粒尺寸 - - - - - 1.0 3.0 3.8

⒉回火温度对硬度的影响见表4。
表4  回火温度对GM(9Cr6W3Mo2V2)钢硬度的影响

回火温度/℃ 未回火 300 400 450 500 550 600
硬度/HRC 64 58 59.5 61 65 63.5 61
注:1100℃淬火。

GM(9Cr6W3Mo2V2)钢的力学性能
力学性能见表5。
表5  GM(9Cr6W3Mo2V2)钢的力学性能

热处理工艺 σbb/MPa αk/J•cm-2 K1c/MPa•m1/2 σbc/MPa 硬度/HRC
1080℃油淬,540℃回火2次,每次1h 4308 28.0 20.5 3300 65.5
1120℃油淬,540℃回火2次,每次1h 3396 22.1 15.5 3260 66.0

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日本大同高耐磨冷作模具钢:DC11(JIS SKD11)、
DC53、DCMX、DCLT等;
瑞典乌德霍姆Uddeholm高耐磨冷作模具钢:SVERKER-21、SLEIPNER、CALDIE、
VIKING、VANADIS 23等。
日本日立模具钢HITACHI METALS:ACD37、SLD(JIS SKD11)、SLD8、YXM1等。

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