硬質合金軋輥高耐磨高強模具鋼的一般特性:
硬質合金軋輥高速鋼(W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2 和W12Mo3Cr4V3N)具有高硬度、高抗壓強度、高耐磨性和高的熱穩定性,采用低溫淬火、快速加熱淬火等工藝措施又可以有效地改善其韌性,因此越來越多地被用于要求重負荷、長壽命的冷作模具。
高速鋼的抗壓強度、耐磨性及承載能力居各冷作模具鋼之首,主要用于重載荷凸模,如冷擠壓凸模、重載冷鐓凸模、中厚鋼板沖孔凸模(厚度為10-25 mm)、直徑φ小于5-6 mm的小凸模以及各種用于沖裁奧氏體鋼、彈簧鋼、高強度鋼板的中、小型凸模和粉末冶金壓模等。硬質合金軋輥高速鋼屬萊氏體鋼,正常熱處理方法不能消除其魚骨狀萊氏體共晶碳化物,從而出現各向異性,降低強度、韌性;需要經過改鍛,反復的鐓粗和拔長,以改善碳化物分布;鍛后要進行退火,以利切削、消除應力,獲得索氏體和粒狀碳化物組織,也為淬火做準備。
硬質合金軋輥高速鋼淬火加熱溫度很高,以保證碳化物的溶解,使碳和合金元素充分地溶人奧氏體,而淬成合金程度較高的馬氏體。淬火溫度有的甚至接近熔點。一般需- 次或二次預熱,慎防氧化、脫碳,并需嚴格控制加熱工藝,調整控溫儀表,要防止儀表失靈,造成工件局部熔化,或晶粒粗化、脆性增加。淬火后組織為馬氏體、碳化物和殘余奧氏體混合組織。因其淬透性很好,尺寸不大的模具可空冷淬硬,-般可用油淬,精密、復雜的小型模具可用分級淬火,韌性要求高的可用等溫淬火。
W18Cr4V,一般刀具淬火溫度是1 260~1 280 C,而冷擠壓凸模為提高韌性,淬火溫度為1 240~1 250 C,有的降到1 200 C,甚至到1 150~1 180 C。這樣淬火可獲得細晶粒,增大鋼抗裂紋形成與擴展的能力,同時基體中合金元素及碳的含量降低了,有利于形成板條馬氏體,從而有利于韌性的提高。W6Mo5Cr4V2 刀具的正常淬火溫度為1 240~1 250 C,對冷作模具,可降低至1 180~1 200 C,甚至降到1 140 C,使韌性有所提高,而耐磨性并不降低。由于高速鋼淬火后殘余奧氏體量過多,需經500 ~ 600 C三次回火后才使殘余奧氏體充分地轉變消除,同時,產生硬度最佳的二次硬化效應,獲得較好的力學性能。此外,對韌性要求較高而對熱硬性要求不太高的冷作模具,采用低溫(1 150 C)淬火時,回火溫度還可降到210 C,這樣不僅強度、韌性都較高,硬質合金軋輥尺寸變化量也最小。因此,對尺寸精度要求較高的模具以采用210 C左右的回火為佳。