該鋼因碳的中限為0.65%,故取名65Nb,按合金工具鋼標(biāo)準(zhǔn)鋼號為65Cr4W3-Mo2VNb,但一般習(xí)慣用65Nb.
65Nb鋼化學(xué)成分及相變點,
65Nb鋼化學(xué)成分見下圖。該鋼中合金元素Cr,W,Mn,V的含量取自淬火態(tài)的W6Mo5Cr4V2高速鋼的基體成分,合金元素在模具鋼中的作用與高速鋼中相似。加入的合金元素Nb與鋼中的碳生成高穩(wěn)定性的Nbc,使淬火后基體的碳量降低,顯著提高鋼的韌性,Nb還改善了鋼的工藝性能。
65Nb鋼相變點為:Ac1810-830℃,Ar1720-740℃,Ms220℃
工藝性能:65Nb鍛造工藝如圖:
該鋼鍛造性能良好,但應(yīng)緩慢加熱保證燒透。對鍛胚尤其是大規(guī)格胚料,應(yīng)進(jìn)行該鍛并反復(fù)鐓拔。對于帶刃口的模具,如切邊模,經(jīng)反復(fù)鐓拔后基本上克服了刃口剝落現(xiàn)象,壽命比僅拔長的模具高出4-5倍,這說明鍛造工藝對模具鋼的壽命有顯著影響。
退火:退火工藝如下圖,加Nb的基體鋼容易退火軟化,按圖示工藝退火后硬度為217HBS.如將等溫時間由6h延長到9h,則硬度可以進(jìn)一步降低到187HBS.這就為模具自身冷擠壓成形提供了有利條件,因此對65Nb鋼模具可以采用冷擠壓成形,這是65Nb鋼的最大優(yōu)點。
淬火:適合淬火溫度范圍是1080-1180℃。淬火加熱時間應(yīng)保證碳化物充分溶解并均勻化,同時不使晶粒長大。在鹽浴爐中加熱系數(shù)以15-20s/mm為宜。冷卻方式根據(jù)模具形狀和對變形的要求,可采用油冷、油淬-空冷和分級淬火。
回火:回火溫度范圍為520-560℃,一般采用二次回火。
下圖為65Nb鋼推薦熱處理工藝規(guī)范
此表列出的是熱處理工藝與力學(xué)性能關(guān)系的綜合性數(shù)據(jù),由表中可以看出:隨淬火溫度升高,撓度降低;強度開始上升,超過1160℃后逐漸下降,最大抗彎強度出現(xiàn)在520-540℃二次硬化峰值出;沖擊韌度隨淬火溫度升高而下降,隨回火溫度的變化規(guī)律正好與硬度的變化規(guī)律相反,在二次硬化峰值處,ak值處于低谷。
應(yīng)用范圍:65Nb鋼鍛造及退火工藝性能良好,熱處理溫度范圍寬,淬火加熱可在1080-1180℃,回火溫度可在520-600℃之間選擇。通過調(diào)整熱處理參數(shù),可以得到強度、韌性和耐磨性的不同配合,適應(yīng)多種模具的性能要求。
65Nb鋼制作冷擠壓模、冷鐓模不宜開裂,制作形狀復(fù)雜的有色金屬冷擠壓模,單位擠壓力為2500MPa左右的黑色金屬冷擠壓模,以及軸承、標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)的冷鐓模,使用壽命較現(xiàn)用的Cr12MoV等模具鋼及高速鋼模具成倍提高。65Nb對于單位擠壓力超過2500MPa的黑色金屬冷擠壓模具及要求高耐磨的模具,其抗壓屈服強度和耐磨性則均顯不足。
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