硬质合金轧辊高耐磨高强模具钢的一般特性:
硬质合金轧辊高速钢(W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2 和W12Mo3Cr4V3N)具有高硬度、高抗压强度、高耐磨性和高的热稳定性,采用低温淬火、快速加热淬火等工艺措施又可以有效地改善其韧性,因此越来越多地被用于要求重负荷、长寿命的冷作模具。
高速钢的抗压强度、耐磨性及承载能力居各冷作模具钢之首,主要用于重载荷凸模,如冷挤压凸模、重载冷镦凸模、中厚钢板冲孔凸模(厚度为10-25 mm)、直径φ小于5-6 mm的小凸模以及各种用于冲裁奥氏体钢、弹簧钢、高强度钢板的中、小型凸模和粉末冶金压模等。硬质合金轧辊高速钢属莱氏体钢,正常热处理方法不能消除其鱼骨状莱氏体共晶碳化物,从而出现各向异性,降低强度、韧性;需要经过改锻,反复的镦粗和拔长,以改善碳化物分布;锻后要进行退火,以利切削、消除应力,获得索氏体和粒状碳化物组织,也为淬火做准备。
硬质合金轧辊高速钢淬火加热温度很高,以保证碳化物的溶解,使碳和合金元素充分地溶人奥氏体,而淬成合金程度较高的马氏体。淬火温度有的甚至接近熔点。一般需- 次或二次预热,慎防氧化、脱碳,并需严格控制加热工艺,调整控温仪表,要防止仪表失灵,造成工件局部熔化,或晶粒粗化、脆性增加。淬火后组织为马氏体、碳化物和残余奥氏体混合组织。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、复杂的小型模具可用分级淬火,韧性要求高的可用等温淬火。
W18Cr4V,一般刀具淬火温度是1 260~1 280 C,而冷挤压凸模为提高韧性,淬火温度为1 240~1 250 C,有的降到1 200 C,甚至到1 150~1 180 C。这样淬火可获得细晶粒,增大钢抗裂纹形成与扩展的能力,同时基体中合金元素及碳的含量降低了,有利于形成板条马氏体,从而有利于韧性的提高。W6Mo5Cr4V2 刀具的正常淬火温度为1 240~1 250 C,对冷作模具,可降低至1 180~1 200 C,甚至降到1 140 C,使韧性有所提高,而耐磨性并不降低。由于高速钢淬火后残余奥氏体量过多,需经500 ~ 600 C三次回火后才使残余奥氏体充分地转变消除,同时,产生硬度最佳的二次硬化效应,获得较好的力学性能。此外,对韧性要求较高而对热硬性要求不太高的冷作模具,采用低温(1 150 C)淬火时,回火温度还可降到210 C,这样不仅强度、韧性都较高,硬质合金轧辊尺寸变化量也最小。因此,对尺寸精度要求较高的模具以采用210 C左右的回火为佳。