8418简介
8418是一种含铬、钼、钒的高性能热作模具钢,其具有很好的抗热疲劳龟裂、热冲击开裂、热磨损、塑性变形的性能。8418具有以下特点:极佳的韧性合延展性且各项同性优良的抗回火软化性能优良的高温强度极佳的淬透性优良的热处理尺寸稳定性和镀覆性能。模具寿命的提高
8418是ASSABTOOLING研发生产的一种优质热作模具钢,其采用了的生产及精炼技术,由此使得8418作为发展的压铸模具钢而具备优良的抗热疲劳龟裂、热冲击开裂、热磨损、塑性变形的性能。这些独特的性能使其成为压铸、热锻、热挤模具钢的选择。在冲切过程中,模具必须具备一定的韧性。当冲切厚的板材和钢带时,模具冲切刃口会承受很高的拉应力,所以要求模具必须具有很高的韧性才不至于开裂。被加工件厚度越厚对模具韧性要求就越高,此时就必须选用高韧性且耐冲击的模具材料,同时还必须具有良好的耐磨性以保证合理经济的生产运转。
8418的热加工应用热龟裂是一种在压铸及热锻行业中十分普遍的失效机理。8418极佳的延展性使其具有的抗热龟裂性能,另外8418出众的韧性和淬透性进一步提高了抗热龟裂性能,如果热冲击开裂不是模具失效的主要因素则可以将模具硬度适当提高(+2HRC)。由于8418增强了抵抗模具主要失效机理(如:热疲劳、龟裂、热磨损、塑性变形)的能力,因此其显著提高了模具寿命并获得更佳的模具经济效益。8418是用于压铸、热锻、热挤压行业中高性能要求模具钢的选择。压铸模具热挤压模具热锻模具物理性能(在室温及高温的数据) 温度(℃) | 20 | 400 | 600 | 密度(Kg/m3) | 7800 | 7700 | 7600 | 弹性模量(N/mm2) | 210000 | 180000 | 145000 | 热膨胀系数(/℃由20℃起) | --- | 12.710-6 | 13.310-6 | 热传导率(W/m℃) | --- | 31 | 32 |
8418的热处理工艺
⑴软性退火
将钢材于保护气氛中加热至850℃。均热后,于炉中以每小时10℃之速度冷却至600℃后空冷。
⑵应力消除
钢材经粗加工后,若需要消除加工残余应,力,则需将钢材加热至650℃,保温2小时,再于炉中缓冷至500℃后空冷。⑶硬化预热温度:600~900℃通常至少分二阶段预热。阶段在600-650℃,第二阶段在820-850℃。奥氏体化温度:1000-1030℃ 温度℃ | 保温时间min | 回火前硬度 | 1000
1025 | 30
50 | 52±2HRC
55±2HRC |
保温时间=钢材中心部位达到奥氏体化温度后所需保持时间钢材在淬火过程中必须加以保护以避免氧化及脱碳。⑷淬火通常,淬冷速度应该越快越好。加快淬火速度将有利于模具性能的提高,尤其在提高模具韧性及抗热冲击开裂性能方面。当然在提高淬火速度的同时也应防止模具因此造成的过度变形和开裂。淬火介质使用淬冷介质可以使钢材获得完全硬化的显微组织。淬火介质推荐高速循环气体或空气真空冷却(高速及足够的正压气体)。若需控制淬火变形和防止淬火开裂,建议模具在淬冷至320~450℃区间时恒温片刻然后继续淬冷。在450~550℃的盐浴炉或流动粒子炉中分级淬火。在180~220℃的盐浴炉或流动粒子炉中分级淬火。约80℃温油注意:当钢材整体温度冷至50-70℃时,应立即回火。⑸回火根据所需硬度,选择适当的回火温度。压铸模具至少回火3次,热锻、热挤模具至少回火二次,每次回火后必须冷却至室温,每次回火至少保温2小时。应避免在500~550℃之间回火,以避免回火脆性。⑹硬化及回火后的尺寸改变模具在硬化及回火过程中受热应力及组织转变应力的影响会产生扭曲变形。模具若加工余量预留不足将使其在热处理过程中淬火速度较正常建议速度减缓。为预测正常淬火下模具的变形量,通常推荐在硬化处理之前,模具在粗加工和半精加工工序之间做应力消除处理。应力消除后的8418模具建议至少预留0.3%的加工与量以满足模具在淬冷时有足够的变形余量。
8418的氮化及碳氮共渗氮化及碳氮共渗可提高模具表层硬度增强其耐磨性、抗侵蚀性和防止早期龟裂的产生。8418可通过离子炉,可控气氛炉,流态炉盐炉进行氮化及碳氮共渗。氮化温度应低于先前回火温度约25-50℃。另外,不适当的氮化处理也会引起模具心部硬度和强度下降,以及模具尺寸公差改变等不良后果。在氮化及碳氮共渗过程中,可能会产生一层被称之为"白层"的脆性化合物层。白层因其很脆而且开裂或破碎。通常必须避免"白层"的形成。8418经510℃氨气氮化或480℃离子氮化后都能获得约1000HV0.2的表层硬度。通常离子氮化因其氮氏浓度更易控制而受到推荐。当然,严格控制的气体氮化也能获得同样的效果。8418经在580℃的气体或盐炉碳氮共渗后的表层硬度约900HV0.2。 方法 | 时间 | 深度 | 硬度
HV0.2 | 毫米 | 吋 | 离子氮化 | 10 | 0.16 | 0.0063 | 1000 | 软氮化气体(580)
盐浴(580) | 2 | 0.13 | 0.0051 | 900 | 1 | 0.08 | 0.0031 | 硬氮化(510) | 10 | 0.16 | 0.0063 | 1000 | 30 | 0.22 | 0.0087 |
氮化层深度=表面至硬度较基体高50HV0.2处之距离。
8418的电火花加工模具经电火花加工后,表面覆盖着熔化在凝固层(白层)和未回火之再硬化层。两者都很脆且对模具十分有害。模具进电火花加工后,必须采用机械研磨或油石打磨的方式将白层全部去除。模具经静电火花加工后,应选用低于先前回火温度约25℃之回火温度在回火一次。
8418的焊补如能适当注意焊补区域前期准备、焊条选择、模具预热、模具冷却速度控制以及焊后及时热处理等因素,8418模具经悍补后将会得到令人满意的结果。下列表格中概括总结了几个十分重要的焊补工艺参数。 焊补方法 | TIG氩弧焊 | MMA电弧焊 | 预热温度 | 325~375℃ | 325~375℃ | 焊补材料 | QRO90氩焊条 | QRO90电焊条 | 焊接温度 | 475℃ | 475℃ | 焊后冷却 | 首二小时10~20℃/h,然后空冷 | 焊补后硬度 | 50~55HRC | 50~55HRC | 焊补后热处理已硬化状态退火状态 | 以低于原回火温度25的温度回火在850℃保护气氛中退火,再以每小时10℃炉冷至600℃后空冷 |
为防止模具焊补开裂,模具在焊补过程中须整体加热并恒温在预热温度范围内。 |
