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弘超 2015-05-12 10:49

65Nb钢原材料的碳化物偏析较高


冲头在模具中是关键部件,随着压力机的发展和高速多工位自动冷镦机的普及使用,冲头的服投条件越来越恶劣。它承受小能量多次冲击频率高达400~500次/分。还承受很大的挤压力,弯曲力,扭转力、冲击力和强烈的磨擦力作用。冲头的主要失效形式有头部断裂、纵向开裂、疲劳崩裂、折断、揭盖、掉块、剥落、镦粗变形,磨损超差等。依据服役条件,冲头应具有高硬度和耐磨性,高强度和刚性,高抗疲劳性能和强韧性,以及良好的冷、热加工性能。对多种钢材制造的冲头在生产实践中比较之后,发现65Nb钢最适宜制造要求强韧性高的高速冲模冲头。经锻热淬火复合强韧化处理后的冲头,能用于承受单位压力为2450MPa高负荷、高强度冲裁材料。如加工40Cr、35、40、30Cr、35Cr等中碳钢或中碳合金钢仍能达到高寿命。用其它钢材制作并采用常规处理冲头的寿命很低,早期失效严重。
65Nb钢原材料的碳化物偏析较高,有组织疏松、氧化物、硫化物等冶金缺陷。未经改锻的65Nb钢原材料,经淬火后组织依然疏松。为了改善冶金质量、消除冶金缺陷,提高钢材性能,必须对原材料进行改锻,击碎和细化原有带状、网状及粗大块状碳化物,使之重新均匀分布于钢基体。65Nb钢变形抗力大、导热性差,锻造时应缓慢加热、均匀预热、充分透烧。该钢经双十字形反复锻造、四镦四拨,使合金碳化物呈细小均匀分布,达到1~1.5级,作为最终淬火前的预处理组织。钢中非金属夹杂物等冶金缺陷起着切割基体的作用。在热处理和受力过程中,晶粒界面上将产生残余热应力、组织应力、弹性应力,并使应力集中而成为裂纹源。用改锻使碳化物细化至≤1.5级,是理想的最终淬火前的预处理组织。锻造成形最后一火,用终锻余热淬火,使形变强化和相变强化。由热压力与热处理相结合,给金属引进大量位错,使形变产生的晶格缺陷被淬火急冷固定下来,固而位错密度很大,淬火组织也致密。锻热淬火与普通淬火相比,抗拉强度可提高10~12%,冲击韧性提高20~25%。提高了冲头强韧性,同时经高温回火后有良好的切削加工性能。由于取代了球化退火,因而简化了工艺,节约能源,提高工效、降低成本而经济效益显著。


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