材料的特性
CrMn钢为常用的低合金工具钢牌号,量具用钢。该钢的化学尬发与低合金刃具钢相同,即碳的质量分数高达0.9%~1.5%且加入提高淬透性的元素Cr、Mn等。因而,具有高的硬度(大于56HRC)和耐磨性,高的尺寸稳定性和小的热处理变形,在存放和使用过程中,尺寸不以生变化。
淬火温度的选择是为减小变形并获得高的耐磨性,CrMn钢宜取830~850℃。截面尺寸较大或淬透性较低的模具,可适当提高淬火温度;精度要求的模具,可适当降低淬火温度,从而减少模具的变形量和内应力。
冷却介质是硝盐浴和矿物油,只有采用硝盐浴分级淬火或等温淬火才能减少小组织应力,从而减小变形。对硬度要求不高(50~60HRC)的模具,可采用稍高于Ms点的温度等温淬火以减小膨胀变形,等温时间可根据硬度要求来调整。对于硬度要求高于60HRC的模具,可采用Ms点以下温度的等温淬火。对于大截面模具,为了提高淬硬层深度,应首先考虑采用提高冷却速度的办法,并尽量避免提高淬火温度,以减小膨胀变形。对于精度要求高的模具,根据硬度要求先择不同的温度时行等温淬火,等温时间不宜过长,等温后随硝盐浴一起缓冷。可以显著减小组织应力,有效控制变形量。
淬火后于150~160℃回火,可使原来淬火后膨胀的体积产生收缩。回火温度升高到220~240℃,又开始出现尺寸膨胀,在260~320℃回火时,会出现尺寸膨胀的最大值,而继续提高温度,变形又趋于收缩。因此,在选择回火温度时应根据模具的结构、尺寸和硬度要求合理选择回火温度。选择合理的回火温度可以最大限度地消除由淬火产生的内应力,有效提高模具的使用寿命。
化学成分
该钢的化学成分(质量分数):C0.90%~1.05%、Si≤0.40%、Mn0.80%~1.10%、Cr0.90%~1.20%、P≤0.030%、S≤0.030%。
正火规范
正火温度900~920℃,保温时间:盐浴炉:25~30S/mm,空气炉70~90s/mm空冷,硬度321~415HBW。
球化退火规范
780~800℃×2~4h,700~720℃×4~6h,以30℃/h冷速,炉冷到500~600℃,出炉空冷。硬度197~241HBW。
普通淬火、回火规范
1)淬火温度840~860℃,淬火硬度63~66HRC,回火温度130~140℃,回火硬度62~65HRC。
2)淬火温度840~860℃,淬火硬度63~66HRC,回火温度160~180℃,回火硬度60~62HRC。
典型应用举例
精度要求较高的量具,如量规与量块。