Cr12型冷变形模具钢的热处理工艺

Cr12型钢属于高合金共析钢，其具有淬透性大、耐磨性高、变形小和尺寸稳定等特点，该类钢有Cr12、Cr12Mo、Cr12MoV等，它们含有较高的碳量和铬元素，在铸态下共晶碳化物呈网状，脆性大，无法加工和使用，因此需要进行充分锻造，将碳化物网络打碎，反复镦粗、拔长，使碳化物分布均匀化，为了得到不同的热处理组织和性能，Cr12型钢在锻造后应进行以下的热处理。

（1）退火处理
Cr12型锻后缓慢冷却后得到马氏体组织，硬度在60HRC左右，锻坯内部存在很大的组织应力和热应力的作用，容易引起开裂。为了降低基体的硬度，改善组织和利于切削加工，为后期的淬火作好组织上的准备，需要进行等温球化退火处理。可获得索氏体基体上均匀分布颗粒状合金碳化物，退火工艺规范为850～870℃×2～4h＋730～750℃×6～8h，保温结束后炉冷至500℃出炉空冷，硬度为207～269HB。

（2）淬火和回火
Cr12型钢的强度、塑性以及变形等主要性能均与淬火温度有直接的关系，其原因同奥氏体合金化程度和稳定性随着淬火温度的升高而有显著的提高有关，图3-44为Cr12MoV钢的硬度、残余奥氏体量与淬火温度的关系，因此可以根据模具的服役条件和技术要求来选择合理的淬火加热温度。

①对于承受重负荷以及形状复杂的模具，要求热处理后有较高的耐磨性和韧性，以及较小的变形量的模具，其工作温度在300℃以下，可采用较低的淬火加热温度，其热处理工艺规范为800～850℃×t1＋950～1000℃×t2，其中t1、t2分别为预热和加热时的保温时间。冷却介质为油或硝盐分级淬火，淬火组织为马氏体+少量残余奥氏体+共晶碳化物以及细粒状碳化物。为了确保获得要求的硬度和良好的韧性，采用低温回火处理，一般为150～220℃加热，保温1.5～2h，进行一次回火处理，获得了回火马氏体+共晶碳化物及细粒状碳化物，硬度在61～64HRC，故又称为一次硬化法。

②对于要求具有更高的硬度、耐磨性和良好的热硬性的模具，负荷不重但需耐磨，工作过程中温度控制在400～500℃以下，推荐采用高温淬火处理，回火时利用高合金钢的“二次硬化”来获得要求的组织和性能。其热处理工艺规范为800～850℃×t1＋950～1000℃×t2，高温加热使奥氏体的合金化程度大大提高，降低了Ms转变点，淬火后获得的马氏体较粗，并有大量的残余奥氏体和少量的未溶碳化物，基体硬度较低。在510～540℃进行多次高温回火（2～3次），碳化物弥散析出以及残余奥氏体转变为马氏体，使硬度升高到60～63HRC，回火后的组织为回火马氏体+残余奥氏体+未溶共晶碳化物+极少量的粒状二次碳化物，故又称为“二次硬化法”。这使模具有更高的耐磨性和良好的红硬性，而韧性稍差。

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