Cr12系列模具钢深冷处理方式及温度

ipsen

对于Cr12系列的模具钢,如日立的SKD11,一胜百的XW-42,百禄的K110,目前本人碰到了有两种说法，欢迎大家来指点。
一、淬火后直接深冷，深冷处理温度-150度，然后回火两次
二、淬火完毕后先回火一次，然后深冷处理，温度-80度，再回火一次。
本人采用的是第一种方法，但是觉得第二种方法也没有错，还更保险（开裂几率更小），在此，想与各位前辈讨论的是，在你们做这种钢的时候，是采用哪种方案？你们的理由及使用效果呢？

霍大侠

记得站中有不少冷处理相关的论坛，你不妨搜索一下。
   如果模具几何形状不复杂，无开裂危险，我想肯定是第一个工艺较好。但为了保险起见，淬火冷到室温后，先用120－150℃回火1小时以内再作冷处理＋2次回火。
  所谓的理论知识，不对请指正！

ipsen

霍老师，还有以下疑问：
1.先用120－150℃回火1小时以内再作冷处理＋2次回火，这样会导致残余A的稳定化，在随后的深冷处理及回火中，会使残A向M转变更加困难——当然这只是理论上的分析，实际上到底增加了多大的困难不知道有哪位老师做过相关的实验？
2.对于深冷处理温度，-150是否比-80更好呢？

大虫

1、120－150℃回火1小时，这样的温度及时间都不足以使残A稳定，只是消除部分应力。我想其增加的困难应该是很小的。我们的实验是曾经有SKD11在高温回火之后把工件从HRC56提升到HR59度（当然，工艺上有一些特殊安排）。
  2、对于深冷处理温度，我们的意见是越低效果越好。我认为深冷处理的效用基本上是两点造成的：
     由Mf点以下的工艺温度导致的残A转变为M
         低温下M组织收缩导致的M析出超细碳化物从而细化了晶粒。

    从简单的保证尺寸的角度来讲，只要到了Mf点以下，只要工件到温，残A就会转变。但是温度越低，其热交换的速度也就越快，从而可以缩短保温时间。对于已经按正常工艺回过火的工件，一般的深冷温度显然是不能够取得较好的效果的，因为几次回火已经把绝大部分残A分解或稳定。这个时候需要更强的驱动力来驱动转变，那更低的温度更长的时间效果显然会更好。（美国人及台湾人的超深冷理念是-196长达20个小时甚至更长时间的处理）
    从析出超细碳化物细化晶粒的角度来讲，温度越低，收缩的比例越大，析出的动力越强，效果也就更好。
    但做为热处理企业，要考虑到深冷处理的成本问题，越低温度，成本越高。采取什么工艺取决与于客户什么要求以及热处理企业对自己企业品质的定位。
    我们3月起陆续会把自己在深冷方面的收集的一些资料急自己的一些体会在我们网站上公布，有兴趣的朋友以后可以上我们的网站看看（www.szdjl.com),版主千万别删贴啊，我不是做广告

ipsen

感谢大虫老师的回复,你们的网站,我已经登陆看了,不错!
您说的这些理论上的分析,我也认为非常有道理,但是您有相关的实验数据么?能否共享一下?
SKD11硬度从HRC56提高到HRC59,实在是很新奇,如果方便的话,能否透露一点?:handshake

霍大侠

大虫先生真是有心有才的商人，作为一位做热处理耗材及辅件供应商，对金属热处理原理和工艺都如此了解，佩服！
SKD11硬度从56HRC提高到59HRC,说明该材料在淬火加热的温度较高（或奥氏体化时间长）残余奥氏体较多，在冷处理有足够驱动力时就将残奥转变成马氏体，致使硬度提高。

ipsen

谢谢霍老师的解释!高手就是高手,不服不行``!!

大虫

呵呵,多谢霍大侠夸奖！心有一点，才是没有的！ 要想赚人家的钱，不懂点人家的东西，怎么能忽悠到钱嘛？:lol

        这里有意思的就是这个硬度是在正常回了三次火（不是低温噢）之后 的，发现硬度不能满足要求，不得已逼出来的非常态工艺。
    正常高温回火后HRC提升0.5-1度是有可能,但很少见提升这么多的。关键在与于深冷的温度及次数做了一些调整。
    不过我也是有小小疑惑的，因为正常SKD11经一次低温，两次高温后，残A的量应该在5%-7%左右吧，那假设深冷后降到3%以内，这点残A 可以提高多少硬度呢？我想这里应该还有一大部分是碳化物析出带来的硬度提高。
    关键是碳化物析出的方式到底是在冷却过程中析出的还是在升温过程析出的？理论上是现在并未有定论。所以这里深冷工艺的升温方式我们一直未有给客户非常明确的工艺建议。所以现实生产中有人快速升温，有人缓慢升温，无论哪一种，生产中都未发生质量事故。但我个人想快速升温的，有可能工件内的应力会较大，所以并不建议客户迅速升温。但假设碳化物是在回温过程析出的，则快速升温是正确的，因为驱动力更大，效果会更明显。
    深冷处理工艺由于缺少很多实时的细致检测以及后续的使用效果跟踪，所以有很多模糊的地方，大家都语焉不详。我们期望可以多做些探索，所以假设有坛友有条件可以检测各种理化指标及后道跟踪使用效果的，随时可以和我联系，我们每周都会有一些设备需要做发货前调试，可以借着机会做一些免费的实验，然后大家一起来分享成果和数据。

[ 本帖最后由 大虫 于 2009-2-26 12:20 编辑 ]

ipsen

“我们期望可以多做些探索，所以假设有坛友有条件可以检测各种理化指标及后道跟踪使用效果的”具体做哪些探索呢？需要哪些设备，大虫老师能否具体点？我们单位的设备还比较齐全。

汤大郎

跟不上虫哥哥了！惭愧呀惭愧

偶然

新手上道还请各位前辈指教,C12常采用油淬,淬火后应力较大,直接 深冷会导致工件开裂,建议淬火后210  3H深冷至-150/-180之间,深冷后210  3H3次

yyangddingttian

(1)Cr 12MoV 钢经1030 ℃加热淬火,180 ℃回火,
-196 ℃深冷处理, 再200℃回火, 其A
K 值比常规热处
理提高21%, 使扇形冲压模具的寿命提高1.5 ～ 2
倍[14]。
( 2 ) Cr 12MoV 钢经1030 ℃淬火,100 ℃回火,
-160 ℃深冷处理2 h,500 ℃回火两次, 与常规处理相
比, 其冲击韧度变化不大, 硬度提高1～ 2 HRC , R
bb提
高约5%, 耐磨性大幅度提高, 可使M 12 螺母冷镦模寿
命提高2 倍[15]。
( 3) Cr 12MoV 钢1060 ℃淬火并深冷处理后,
400℃回火硬度仍可保持60 HRC ; 而常规淬火后, 要保
持60 HRC 的硬度, 回火温度不能超过200℃。采用
1060 ℃淬火,-196 ℃深冷处理和400℃回火的M 16
螺母六方冷镦冲模的使用寿命比常规工艺处理的模具
提高8～ 9 倍

yyangddingttian

(4)Cr 12MoV 钢经1000 ℃加热,300 ℃分级淬火,
180℃回火2 次, 放入液氮中深冷处理, 取出放入60～
70℃热水中急热解冻, 再在150～ 200℃回火。经此工
艺处理的缝纫机校架冷挤压凹模寿命为未经深冷处理
的1.6 倍。
( 5) Cr 12MoV 钢硅钢片冷冲凹模, 经1030 ℃淬
火、180℃回火后, AR 量较多, 硬度不够( 仅为
57.5 HRC ) , 耐磨性不足, 且易出现磨削裂纹。经
1100 ℃淬火、液氮深冷处理、520℃回火, 能明显降低
AR 量, 平均硬度为67.4 HRC , 耐磨性增加, 凹模寿命
由原来的9.2 万次提高到84.3 万次, 全部为磨损正常
失效
深冷处理不仅提高了钢的强韧性、耐磨性、模具寿
命, 而且能稳定模具尺寸, 改善加工精度及表面质量,
挽救一些尺寸超负公差的零件。例如: Cr 12MoV 钢淬
火后冷到-196 ℃, 然后升温至室温后马上343℃×1 h
回火, 油冷硬度63 HRC , 收缩率为0.0012%;
Cr 12MoV 钢淬火后冷到-196 ℃, 升至室温后于
510℃×1 h回火, 油冷, 再重复两次-196 ℃、510℃×1
h 回火, 再经232℃× 1 h 回火后空冷, 硬度59.5
HRC , 收缩率为0.0002% [19]。Cr 12MoV 钢经1040 ℃
真空加热淬火,200 ℃回火后, 冲模外径普遍减小60～
80 Lm, 已无抛光余量(真空处理前仅留0.02 mm 加工
余量) , 经-196 ℃×4 min 深冷处理, 外径普遍增大
100 Lm; 再经230℃回火, 外径又减小10～ 20 Lm, 满足
了加工要求。冲模经1000 ℃真空加热淬火,200 ℃回火
后外径变化不大。