CrWMn是制作模具最常用的高碳合金工具鋼。
定義
CrWMn：是制作模具最常用的高碳合金工具鋼。
成分
CrWMn 鋼的化學(xué)成分w/%
碳C ：0.90～1.05
硅Si：≤0.40
錳Mn：0.80～1.10
硫S ：≤0.03
磷P ：≤0.03
鉻Cr：0.90～1.20
Ni：允許殘余含量≤0.25
銅Cu：允許殘余含量≤0.30
鎢W ：1.20～1.60
性能
供貨
供貨品種：熱軋材、鍛材、冷拉材、冷拉鋼絲、銀亮鋼絲、熱軋鋼板和冷軋鋼板。
硬度207 -255HBW。
力學(xué)性能
硬度：退火，255～207HB，壓痕直徑3.8～4.2mm；火，≥62HRC
熱處理規(guī)范及金相組織：
熱處理規(guī)范：淬火,800～830℃油冷。
交貨狀態(tài)：鋼材以退火狀態(tài)交貨。
物理性能
CrWMn鋼臨界溫度示于表1其飽和磁感Bs為1.82~1.86T；電阻約為0.24×10-6Ω·m。
表1
熱加工
CrWMn鋼的熱加工工藝示于表2
表2
為了降低或減輕炭化物網(wǎng)狀的形成，鍛軋后盡可能冷至650~700℃，然后緩冷（坑冷、砂冷或爐冷）。
CrWMn鋼具有高淬透性。由于鎢形成碳化物，這種鋼在淬火和低溫回火后具有比鉻鋼和9SiCr鋼更多的過剩碳化物和更高的硬度及耐磨性。此外，鎢還有助于保存細(xì)小晶粒，從而使鋼獲得較好的韌性。所以由CrWMn鋼制成的刃具，崩刃現(xiàn)象較少，并能較好地保持刀刃形狀和尺寸。但是，鋼對形成碳化物網(wǎng)比較敏感，這種網(wǎng)的存在，就使工具刃部有剝落的危險(xiǎn)，從而使工具的使用壽命縮短，因此，有碳化物網(wǎng)的鋼，必須根據(jù)其嚴(yán)重程度進(jìn)行鍛壓和正火。這種鋼用來制造在工作時(shí)切削刃口不劇烈變熱的工具和淬火時(shí)要求不變形的量具和刃具，例如制作刀、長絲錐、長刀、專用銑刀、板牙和其他類型的專用工具，以及切削軟的非金屬材料的刀具。
預(yù)先熱處理
CrWMn鋼的有關(guān)預(yù)先熱處理曲線示于圖2-13-1~圖2-13-5，退火前后的相成分、硬度和顯微組織示于表2-13-4，需要說明的是：（1）退火加熱保溫時(shí)間在全部爐料加熱到退火溫度后為1~2h，冷卻；等溫保溫為3~4h；（2）高溫回火用于消除冷變形加工硬化（如稱為再結(jié)晶退火）；消除熱處理前的切削加工內(nèi)應(yīng)力。對熱處理后硬度過低的零件在二次淬火以前亦先進(jìn)行高溫回火保溫時(shí)間在全部爐料加熱到溫后為2~3h；（3）正火用于細(xì)化過熱鋼的晶粒和消除炭化物網(wǎng)；（4）當(dāng)鋼的退火硬度HB低于183時(shí)，調(diào)質(zhì)處理用于提高切削加工表面光潔度。
淬火
CrWMn鋼推薦的淬火規(guī)范
注：1、方案Ⅱ和Ⅲ用于形狀復(fù)雜、要求變形小的工件；
2、直徑和厚度大于50mm的工件，淬火溫度可提高到850～870℃。
表2-13-3 CrWMn鋼冷處理
高精度工具尺寸穩(wěn)定化0～1
注：冷處理應(yīng)不遲于淬火后1h內(nèi)進(jìn)行。
規(guī)格
CrWMn |Φ10 合金工具鋼
CrWMn |Φ11 合金工具鋼
CrWMn |Φ12 合金工具鋼
CrWMn |Φ13 合金工具鋼
CrWMn |Φ14 合金工具鋼
CrWMn |Φ15 合金工具鋼
CrWMn |Φ16 合金工具鋼
CrWMn |Φ17 合金工具鋼
CrWMn |Φ18 合金工具鋼
CrWMn |Φ19 合金工具鋼
CrWMn |Φ20 合金工具鋼
CrWMn |Φ75 合金工具鋼
CrWMn |Φ80 合金工具鋼
CrWMn |Φ85 合金工具鋼
應(yīng)用
1) 該鋼?泛應(yīng)?于加?薄鋼板，是非鐵金屬的輕載、復(fù)雜形狀冷沖模的基本材料，尤其是鐘表、儀器、玩具、?品?業(yè)等領(lǐng)域。對沖制奧?體鋼板、硅鋼?、?強(qiáng)度鋼板效果不理想。
2) 該鋼可?于制作料厚度<1mm的沖裁模具復(fù)雜形狀的凸模、凹模、鑲塊，以及?股拉深模的凸凹模。制作凸模時(shí)建議硬度58 ~62HRC,制作凹模時(shí)建議硬度60 ~64HRC。
3) ?于彎曲模中要求?耐磨、形狀復(fù)雜的凸模、凹模、鑲塊，制作凸模時(shí)建議硬度58 ~ 62HRC,制作凹摸時(shí)建議硬度60 - 64HRC。
4) ?于鋁件冷擠壓模的凸模、凹摸，制作凸模時(shí)建議硬度60-62HRC,制作凹模時(shí)建議硬度62 ~64HRC。
5) ?于銅件冷擠壓摸凹模和鋼件冷擠壓凸模、凹模，建議硬度62~64HRC。
6) 經(jīng)鍛造成形后，可?于制作在1mm以上的壓?機(jī)上使?的?型膠?模套，通常將鋼的硬度提?到50 - 55HRC.但應(yīng)減少或避免明顯的帶狀碳化物組織或者液析等組織缺陷。
CrWMn鋼材介紹
國產(chǎn)合金鋼：CrWMn鋼材
標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 1299-1985
●特性及適用范圍：
冷作模具鋼，性能、用途和 SK3接近。
· 這種鋼的淬透性、淬硬性、強(qiáng)韌性、耐磨性、熱處理變形的可控性均優(yōu)于T10A鋼，主要用于制造形狀復(fù)雜、精度較高、載荷不很大的冷擠壓凹模。
· CrWMn鋼冷擠壓模的預(yù)處理工藝是球化退火，加熱溫度為780～800℃，爐冷至690～700℃保溫5～6h，再爐冷至500℃空冷。淬火加熱溫度為810～830℃，回火溫度為200～220℃。這時(shí)的抗彎強(qiáng)度高，硬度在60HRC以上。該鋼在300℃有第一類回火脆性，回火應(yīng)避開此溫度。若模具要求高強(qiáng)韌性而硬度要求不低于55HRC時(shí)，可采用下貝氏體等溫淬火。
常用冷作模具的制造工藝路線如下:
(1)一般成型冷作模具
鍛造→球化退火→機(jī)械加工成型→淬火與回火→鉗修裝配;
(2)成型磨削及電加工冷作模具
鍛造→球化退火→機(jī)械粗加工→淬火與回火→精加工成型（凸模成型磨削，凹模電加工）→鉗修裝配;
(3)復(fù)雜冷作模具
鍛造→球化退火→機(jī)械粗加工→高溫回火或調(diào)質(zhì)→機(jī)械加工成型→鉗修裝配。
1、性能特點(diǎn)及應(yīng)用
淬透性和淬硬性都比較高，耐磨性也比較好，熱處理變形較小。但形成網(wǎng)狀碳化物的傾向大。
主要用于制造形狀較復(fù)雜、要求變形較小的中小型模具，如制作輕載沖裁模（小于2mm板厚），輕載拉深模及彎曲翻邊模。
2、鍛造工藝：
CrWMn鋼的相變點(diǎn)：Ac1 730℃, Accm 940℃, Ar1 710℃, Ms 155℃
所以采用的始鍛溫度為1100~1150℃，終端溫度800~850℃。
鍛后空冷至650℃再緩冷。
化學(xué)成分
●化學(xué)成份：
碳 C ：0.85～0.95
硅 Si：≤0.40
錳 Mn：0.90～1.20
硫 S ：≤0.030
磷 P ：≤0.030
鉻 Cr：0.50～0.80
鎳 Ni：允許殘余含量≤0.25
銅 Cu：允許殘余含量≤0.30
鎢 W ：0.70～1.2
力學(xué)性能
●力學(xué)性能：
硬度：退火,241～197HB,壓痕直徑3.9～4.3mm;淬火,≥62HRC
●熱處理規(guī)范及金相組織：
熱處理規(guī)范：淬火,800～830℃油冷。
●交貨狀態(tài)：鋼材以退火狀態(tài)交貨。
鍛造工藝
鍛造：
油淬冷作模具鋼有一些裂紋敏感性，鍛造加熱時(shí)不宜迅速加熱，最好在650-750度進(jìn)行一次預(yù)熱，鍛造加熱溫度為1130-1150度，終鍛溫度應(yīng)大于800-850度，鋼錠鍛造時(shí)取上限溫度，坯料鍛造時(shí)取下限溫度
退火工藝
退火：一般退火采用780-800度，保溫4-6小時(shí)，以≤50度/小時(shí)，冷卻到550度出爐空冷，等溫退火采用700-800度保溫2-4銷售，然后再670-720度保溫，保持2-4小時(shí)，以≤50度/小時(shí)冷速冷卻到500度出爐空冷，退火硬度為241-197HB
物理性能
CrWMn鋼材臨界溫度示于表2-12-1。 CrWMn鋼材臨界溫度
熱處理工藝
對CrWMn鋼的復(fù)合熱處理分為兩個(gè)步驟，一是預(yù)處理，二是淬火+低溫回火.
(a) 常規(guī)退火(b) 等溫球化退火
(c) 循環(huán)球化退火(d) 高溫固溶+循環(huán)球化退火CrWMn鋼經(jīng)不同工藝預(yù)處理后，選擇組織形態(tài)、分布較好的試樣，在不同溫度條件下進(jìn)行淬火+低溫回火的最終熱處理，觀察其組織形態(tài)與分布，測定硬度變化。
CrWMn鋼淬火+回火工藝3 試驗(yàn)結(jié)果及分析 CrWMn鋼經(jīng)不同預(yù)處理工藝處理后的顯微組織照片，CrWMn鋼經(jīng)常規(guī)退火后的硬度為180～190HB,熱處理工藝處理后為180～200HB。
CrWMn鋼預(yù)處理后組織
(a) 常規(guī)退火(b)等溫球化退火(c) 循環(huán)球化退火(d) 固溶+循環(huán)球化退火由圖3可看出，經(jīng)常規(guī)退火處理后的CrWMn鋼組織中碳化物呈片狀分布；經(jīng)810℃等溫球化退火處理后，碳化物呈不規(guī)則的顆粒狀分布在鐵素體基體上，分布不均勻；經(jīng)790℃/680℃3次循環(huán)球化退火處理后，顆粒狀碳化物尺寸變小，分布較為均勻；經(jīng)1050℃固溶加790℃/680℃3次循環(huán)球化退火處理后，碳化物呈細(xì)小顆粒狀析出且彌散程度高。
參考資料 >