Cr12MoV材料

Cr12MoV钢是高碳高铬莱氏体钢。其碳含量比Cr12钢低很多，且加入了钼、钒元素，使钢的热加工性能、冲击韧度和碳化物分布都得到了明显改善。该钢具有较高的耐磨性、淬透性、淬硬性、强韧性、热稳定性、抗压强度，以及微变形、综合性能优良和广泛的适应性。受热软化温度为520℃。截面尺寸在40mm以下可以完全淬透，该钢的耐磨性比一般低合金工具钢高3～4倍，淬火体积变形小。淬硬深度：油淬200～300mm。

    在结晶过程中形成大量的共晶网状碳化物（其中碳化物质量分数为20%左右，共晶温度约为1150℃），这些碳化物都很硬、很脆。虽经开坯轧制，碳化物有一定程度的破碎，便碳化物沿思制方向呈带状、网状、块状、堆集状分布，偏析程度随钢材直径增大而严重。

    经高温奥氏体化退火后，可使大，中截面钢材的碳化物不均匀度由8～9级减小为6～7级，起到细化晶粒的作用等，用于冷镦模可提高使用寿命100%以上。二次硬化硬度为60HRC。淬火态的未溶碳化物体积分数10%～20%,残留奥氏体的体积分数为10%～40%，共晶碳化物不均匀度为5～5.5级，易促成淬火异常变化及脆化。

    在≤450℃回火时，随回火温度的升高，钢的硬度值下降，长度收缩，原因是马氏体中析出碳化物之故；在480～550℃回火时，残留奥氏体分解，转变成马氏体，发生二次硬化现象，硬化峰的高与钢的淬火温度有关。

    淬火温度影响该钢的Ms、Mf点。如淬火温度为900℃时，Ms为400℃，Mf为280℃；淬火温度为950℃时，Ms为300℃，Mf为50℃；淬火温度为1000℃时，Ms为200℃，Mf为-60℃；淬火温度为1040℃时，Ms为150℃，Mf为-80℃；淬火温度为1100℃时，Ms为50℃，Mf为-140℃。

    经双级淬火后导致组织中存在高度弥散的均匀分布于基体上的特殊碳化物，而达到很高的综合力学性能和使用性能。为保证其热处理质量和降低热处理成本，应根据模具形状的复杂程度分选择热处理工艺方法进行处理。

   该钢经1100℃预淬火的球化退火处理生再经980℃淬火、240℃回火后，具有较好的强韧性配合，在保持硬度下变的情况下，其冲击功提高了80%。回火脆性温度范围在325～375℃之间。

   该钢经普通淬火后，组织由马氏体，残留奥氏体碳化物MC所组成。回火到工作硬度60～62HRC，将导致残留奥氏体的部分分解和碳化物相含量的增加。细小的碳化钛可提高模具钢的强度和耐磨性。

Cr12MoV供货状态

供货品种有热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板和冷拉钢丝。

退火态，硬度255～207HBW，压痕直径3.8～4.2mm。

Cr12MoV化学成分

根据标准GB 1299-2000，该钢的化学成分（质量分数）：C1.45%～1.70%、Si≤0.40%、Mn≤0.40%、P≤0.030%、S≤0.030%、Cr11.00%～12.5%、Mo0.40%～0.60%、V0.15%～0.30%。

Cr12MoV对应牌号

中国GB标准牌号Cr12MoV、中国台湾CNS标准牌号SKD11、德国DIN标准材料编号1.2601、德国DIN标准牌号X165CrMoV12、日本JIS标准牌号SKD11、韩国KS标准牌号STD11、意大利UNI标准牌号X165CrMoW12KU、瑞典SS标准牌号2310、西班牙UNE标准牌号X160CrMoV12、美国AISI/SAE标准牌号D3、国际标准组织（ISO）标准牌号210Cr12、俄罗斯гост  标准牌号X12。

 Cr12MoV零界点温（近似值）

Ac₁=810℃，Ar₁=760℃，加热温度1000℃/1040℃/1100℃，Ms=200℃/150℃/50℃、Mf=-60℃/-80℃/-140℃。

    冷压毛坯上限加热、分段等温，附加等温回火软化规范

   （880±10）℃×3～4h，（770±10）℃×6～8h，降温到（750±10）℃×2～3h保温，再炉冷缓冷至≤650℃，出炉空冷。

     处理前硬度≤255HBW，处理后硬度≤217HBW。

     冷挤压模毛坯化规范

    使用生铁屑保护加热，温度760～780℃，时间10h，炉冷，硬度196HBW，可顺利实现冷挤压成形。

  普通等温球化退火规范

    850～870℃×3～4h，随炉冷却到740～760℃×4～5h等温，出炉空冷。硬度≤241HBW，共晶碳化物等级≤3级。

    最佳等温温度740～760℃，时间≥4～5h。

   球化退火规范

 （860±10）℃×2～4h，以30℃/h冷速炉冷，（740±10）℃×4～6h，随炉缓慢冷却到500～600℃，出炉空冷。硬度207～255HBW。

   冷压毛坯上限加热、分段等温，附加等温回火软化规范

 （880±10）℃×3～4h，（770±10）℃×6～8h，降温到（750±10）℃×2～3h保温，再缓冷至650℃以下，出炉空冷。处理后硬度由≤255HBW降为≤217HBW，与9Mn2V钢相同。

   返修及翻新模具退火规范

  退火温度720～750℃，加热时间2～4h，空冷。

  普通淬火、回火规范

  淬火温度1000～1050℃，油淬或气淬，硬度≥60HRC；回火温度160～180，回火时间2h，或回火温度325～375℃，回火2～3次。

  低温淬火、回火规范

  淬火温度950～1000℃，油淬或气淬，400℃中温度160～180，回火时间2h，回火2～3次，可得到高硬度、高韧性，但抗压强度不高。

  中温淬火、回火规范

  淬火温度（1030±10）℃，油淬或气淬，400℃中温回火，回火2～3次，可得到最好的高韧性，用于冷镦模，可增高断裂抗力，延长模具使用寿命。

  高温淬火、回火规范

  淬火温度（1100±10）℃，油淬或气淬，高温回火500～520℃，蜀犬吠日火2～3次，可获得高硬底和高的抗压强度，但钢的韧性太差。

  真空淬火规范

  预热温度一次500～550℃，二次800～820℃，真空度0.1Pa，淬火温度980～1050℃，真空度1～10Pa，冷却介质：油或N₂气，回火温度180～240℃，硬度60～64HRC。

   真空淬火规范：预热温度一次500～550℃，二次800～820℃，真空度0.1Pa，淬火温度1080～1120℃，真空度1～10Pa，冷却介质：油或N₂气，回火温度500～540℃，硬度58～60HRC。

   气体渗氮和气体氮碳共渗规范

   1）技术要求：硬度＞1000HV，渗层深度0.03～0.05mm，渗氮温度510℃，气体比例：氨气40%，载气（RX气）60%，氨分解率30%～40%，保温时间3h，用于冷镦模、冷挤模、冲载模。

    2）技术要求：硬度＞1000HV，渗层深度0.05～0.07mm，渗氮温度510℃，气体比例：氨气40%，载气（RX气）60%，氨分解率30%～40%，保温时间6h，用于拉深模、弯曲模、陶土模。

   一般冷冲模微变形淬火工艺

   可采用780℃充分预热，1050℃加热，（290±10）℃硝盐分级淬火；采用（170±10）℃×3h×3次油炉回火，也能达到上述热处理效果。

  等温淬火加控制回火温度的变形淬火工艺

   淬火后硬度62～66HRC，金相组织为M+A_R+FeC，A_R约15%（体积分数）。淬火后体积稍有缩小，一般小型模腔尺寸比淬火前缩小0.03～0.10mm，大型模腔尺寸缩小0.15～0.35mm。

   如果淬火后已达到尺寸要求，采用低温回火，回火后体积比淬火后稍有缩小；如果淬火后尺寸小于图样要求，可在510℃回火保温1.5～2h，空冷。若第一次回火后达不到尺寸要求，可再进行一次520℃回火。

   精密冷冲模凹模微变形淬火工艺

   淬火后硬度58～61HRC（基本硬度45～55HRC），平面翘曲≤0.015mm，各孔距误差≤0.010mm，合格率99.99%，使用寿命提高4～5倍。

   IC引线冲模的凸凹模微变形淬火工艺

    1000～1030℃加热，采用钢铸铁屑填充单箱封闭加热，零件用牛波纸包好。加热时间按1min/mm计算，并视箱体大小增加保温时间20～40min。出炉淬火120～150℃热油中冷却，待接近油温时提出空冷。接近室温时进行（200±10）℃×3～4次回火。回火后进行-75～-80℃×2～3h冷处理；随后再时行170～190℃×2h补充回火。磨削后再进行170～190℃×2～3h去应力退火。电加工后继续进行170～190℃×1.5h回火，-75～-80℃×1h冷处理，170～190℃×1h时效。

  强韧化处理

    在盐浴炉内进行840～850℃（加热时间按25s/mm计算）预热，升至1020～1100℃（保温时间按12～18s/mm计算），280℃×3～5min硝盐等温，空冷到室温：再进行150～200℃×3h×2次回火。

   使用寿命提高3～4倍（可达30万～40万冲次）。

  预淬等温工艺

   加热温度1020℃，预淬温度180℃，等温260℃×5h，回火180℃×1.5h×2h次。

   淬火硬度64.5HRC，回火硬度62～62.5HRC，冲击韧度30J/cm²。

   真空加热淬火工艺

    采用1020℃×40～60min真空气淬（或油淬）+180～200℃/2h回火。

    变形量为±0.01mm。

   应力、应变-高温扩散固溶处理

    1100～1200℃锻造，终锻温度850℃；1130～1200℃×1.5h固溶处理：1000～1100℃第二次锻造，终锻温度800～850℃；750～780×2～4h高温回火：840～850℃预热，1020～1100℃加热，280℃硝盐等温：210～220℃×2h回火。

    屈服强度由2000MPa提高到3000MPa，冲击韧度由12J/cm²提高到24J/cm²，碳化物偏析由7～8级降为2级，一次碳化物尺寸由700～1000μM降至10～15μM以下，二次碳化物尺寸小于0.5μM，呈均匀球状分布。

   滚丝模等温淬火

    1000℃加热，280℃×4h硝盐等温，400℃×1～1.5h回火。硬度54～56HRC，金相组织：下贝氏体+极少量的回火马氏体+残留奥氏体。

    滚丝轮的真空热处理

     VFH-1000PT型加压气淬真空炉，淬火时通入高纯氮气加压气淬，压力为0.2MPa。

    850℃×80min预热，1020℃×65min加热，加压气淬，温度降至100℃出炉；220℃×3h×2次回火。

   六角拉轮强韧化处理工艺

   表面硬度60～62HRC，基本硬度42～52HRC，达到拉轮处硬内韧的要求。力学性能都有大幅度的提高。

   易拉罐冲嘴模复合渗热处理

   经过普通淬火后回火硬化后，在200～300℃离子轰击0.5～1h，升至480～520℃×8～16h，含氮气氛或N.C.S气氛离子渗。最表层为硫化物，次表层为氮碳化合物，再往里氮碳扩散层。硬度为1050～1200HV。

   离子渗氮处理

   LD-60渗氮炉，通入氨分解气，气压保持5～8×10²Pa，电压500～600V，电流密度1mA/cm²，500℃×5h渗氮，渗氮层总深度0.12mm，化合物层深15μM，硬度1200HV5。

   镀铁渗硼处理

   镀失：将FeCl₂·4H₂O溶入蒸馏水中，配成浓度为400g/L的溶液，过滤，通电消三价铁离子，再加盐酸调到PH=1。工件经汽油清洗和电解脱脂后入槽镀铁，电流密度3mA/cm²，阳极用08F钢板。镀铁在常温下进行，每小时沉积层为20μM。

   渗硼：粉末渗硼成分（质量分数）：B₄₄C5%+KBF₄5%+Al₂O₃90%。880℃×2h+960×3h渗硼，炉冷至室温。

   真空扩散处理：950℃×3h，炉冷。

   最终热处理：1150℃×1.5h加热，280℃硝盐等温处理；200℃×2h×2次回火。渗硼层0.11mm，FeB+Fe₂B双相组织，硬度926～1040HV5，脆性1级。

   等离喷涂强化

   电弧电压：75～80V，电弧电流：350～80A ，离子气：1.5～1.7m³/h,送粉机：0.3～0.4m³/h，送粉量：40g/min。

   经等离子喷涂强化，Cr12MoV钢的表面硬度由原来的650～670HV提高到780～820HV，耐磨性有较大的提高。

   Cr12MoV用途

   该钢可用于制作村材厚度＞3mm的冲裁模具复杂形状的凸模、凹模、镶块。

   制作凸模时建议硬度58～62HRC，制作凹模时建硬度60～64HRC。

   用于制作冲裁模具中要求高耐磨的凸模、凹模。制作凸模时建议硬度～62HRC，制作凹模时建议硬度为62～64HRC。

   用于制作拉深模中要求耐磨和凹模，建议硬度为62～64HRC。

   用于制作弯曲模中要求高耐磨、形状复杂的凸模、凹模及镶块。制作凸模时建议硬度60～64HRC，制作凹模时建议硬度60～64HRC。

   用于制作铝件冷挤压模的凸模、凹模。制作凸模时建议硬度60～62HRC，制作凹模进建议硬度62～64HRC。

   用于制作铜件冷挤压模的凸模、凹模，建议使用硬度为62～64HRC。

   用于钢件冷挤压模的凸模、凹模。建议使用硬度为62～64HRC。

   用于成形碳的质量分数为0.65%～0.80%的弹簧钢板，硬度为37～42HRC，

   使用寿命可达15万次。

   用于成形碳的质量分数为0.65%～0.80%的弹簧钢板，硬度为37～42HRC，再附加渗氮处理，使用寿命可达40万次。

   该钢用于搓丝模，如采用简单锻造成形，碳化物不均匀度为5～6级，搓丝模使用寿命很短，容易出现掉齿。但当改用多向反复锻造工艺，使碳化物不均匀度降为不高于2级时，搓丝板的使用寿命就会由以前的数千件提高到2万件，甚至高达50万件。该钢可用于加工20Mn钢零件的搓丝模。

   该钢用于硅钢片复杂冲裁模，在普通的C型冲床上作业，平均刃磨使用寿命仅1万～4万能次，而在新式冲床上作业，平均刃磨使用寿命可达8万～15万次。

   可用于冲裁模具，生产批量＜100万件，被冲材料厚度＜1mm的普通级低碳钢板、软态低碳钢板。

   用于冷挤压凹模，被挤压材料为镍的质量分数为80%的特殊合金。在退火态硬度为130HBW时，模具使用寿命仅10余件，且发生了模具表面的咬合拉毛。

   被广泛地用来制作截面大、形状复杂、经受冲击力大、要求耐磨高的冷作模具，如硅钢片冲模、冷切剪刀、切边模、滚边模、量规、拉丝模、搓丝板、螺纹滚模、形状复杂的冲孔凹模、钢板深拉深模等。

   用于代替Gr2钢，制作轧制焊接钢管的轧辊，其使用寿命增高七倍之多，而此时钢材价格公提高了一倍，而且轧辊零件便于进行淬火处理。

   采用该钢制作的纯铝毛坯反挤压冲头，在承受压应力为1000MPa的情况下，冲头使用寿命可保证在5万件，主要失效形式是磨损和表面拉毛。

   该钢经高温奥氏体化退火后，再时行等温退火工艺，可使大、中截面金钢材的碳化物不均匀度由8～9级变为6～7级，显著改善小型毛坯中碳化物的分布，特别是促进小颗料碳化物的球化和大块化物棱角的圆整化，并细化了晶粒，用于冷镦模可提高使用寿命一倍以上。

   该钢是成批或大批量生产用冷冲模的基本钢材，以及中等载荷的冷挤模、冷镦模的主要材料。

   该钢适合制作下料模、陶土模及热固性塑料成型模等。

   该钢制切边模具的刃口常因碳化物分布不均而在使用中发生崩刃现象，因此必须进行改镦改锻，使碳化物偏析在2～3级以下，且锻后还需及时进行退火。

   其相应的球化退火工艺：退火温度850～860℃，保温2～4h，炉冷至720～760℃，保温3～5h，炉冷到500℃，出炉空冷。

   该钢适合制作下料模、陶土模及热固性塑料成型模等。

   冲压仪表零件和塑料类零件的冷模具用量大、形状复杂、精度高（配合间隙＜0.01～0.02mm）采用普通淬火后，表面氧化脱碳或尺寸超差，采用分级淬火后变形量为+0.06mm，而采用真空淬火后，变形量为±0.01mm。

    Cr12MoV钢下料模，经950℃×1.5h+180℃×3h热处理，硬度64HRC、变形量均满足要求。

    Cr12MoV钢壳体成形模，经950℃×1.5h热油冷却+200℃×4h回火，硬度58～60HRC，平均冲压3万～4万件。

    Cr12MoV钢自行车轴碗冲模，盐炉加热，500～600℃预热，升至980～990℃（保温时间按30s/mm计算），240～260℃×3h硝盐等温，空冷至空温，然且经210～220℃×2h×2次热处量，硬度60～61HRC，冲模使用寿命提高4～5倍。

    Cr12MoV钢制落科凹模冲压厚度为3mm的18-8型不锈钢，采用优化后的等温淬火工艺，在硬度和强度并不降低的情况下与原工艺相比，韧性提高了一倍以上，凹模使用寿命高达7000次以上。

    Cr12MoV钢下料凹模改用1000℃加热，经260～280℃×2h硝盐等温后空冷，随后经200～220℃×2h硝盐等温后空冷，随后比200～220℃×1h低温回火，使用寿命提高一倍以上。

    Cr12MoV钢复式硅钢片冲模采用应力、应变-高温扩散固溶处理，模具使用寿命由原来的平均8万次最高20万次，提高到现在的40万次以上。

   采用预淬等温工艺的齿状冷作查勘具，由于上贝氏体仍保持与低温回火相同的硬度和耐磨性，其韧性的提高与高硬度使模具使用寿命成倍提高。

    Cr12MoV钢冷镦机用上冲模采用450～500℃预热，850～870℃加热，570～590℃×20min保温，硬度达40～43HRC，模具平均使用寿命50223件，提高了7～8倍。

   采用循环加热相变热处理生产铁氧体零件的Cr12MoV钢模具，使用寿命常规热处理工艺处理后的3万～4万件提高到12万件。

   采用滚丝模等温淬火工艺，热处理变形小，使用寿命较分级淬火提高4～5倍。滚丝轮经真空热处理后，变形极小，且组织和硬度均匀，平均使用寿命比箱式炉处理的滚丝轮的平均使用寿命提高2.5倍，高达23640件。

   易拉罐冲嘴模经复合渗热处理，使用寿命在100万次以上。

   拉深凹模经淬火+回火+离子渗氮处理后，使用寿命由淬、回火态的2000件大幅度提高到5万件。

   经镀铁渗硼处量的硅钢处片凹模，使用寿命高于Cr12MoV钢氮碳共渗处理的模具。

   经等离子喷涂强化，用于1.5mm厚钢板拉深成形模（Cr12MoV钢制作），零件表面拉抟现象基本消失，使用寿命提高到10以上。

   该钢适于制作要求高耐磨性的大型号、复杂和精密的塑料模。

   该钢淬火+中温回火后硬度≥55HRC，但热处量变形小、抛光性好，用于各种模板、推板、固定板、模座等。

   在要求高耐磨性时，用于整体淬硬型塑料模具钢，热固性塑料模具。

   用于热固性塑料成型模，要求高耐磨要、高强度的模具。