热作模具钢4Cr3Mo2V的研究.doc

热作模具钢4Cr3Mo2V的研究 摘要 试验研究了用AMP50-XL高速热模锻机的4Cr3Mo2V.钢热作模具。生产试验衣明，新 开发4Cr3Mo2钢热锻模的使用寿命明显高丁 H11钢热锻模，也略 高于X32CrMoCoV333钢 热锻模的使用寿命。 关键字：4 Cr3Mo2V 髙速模锻 冋火硬度 、八—1— 一、 刖B AMP50-XL高速热模锻机是口前世界上生产效率最高的热模锻设备之一。它主要适用于 大量生产齿轮轴承环锻坯。这种设备的主要优点是生产率高，锻坯加工余量小，耕度高，节 省材料和能源。它是金屈塑性加工的发展方向z—。在高速热模锻生产线稳定牛产的条件下, 模具寿命是高效高质量生产的关键。国外这种类型设备用模具材料一般是AISI Hll. H12. H13和X32CrMoCoV333钢等。国内汽车和轴承行业引进的高速热模锻设备除川 进口的X3 2CrMoCoV333钢模具外，也使用HU、H13钢等制作模具，但其使用寿命明显低于进口 模具使用寿命。用国产的4Cr3Mo2Vffl(仿QR080钢)制作的热锻模，在AMP50 XL高速热 模锻设备上试验应用，结果表明，在相同工作条件下4Cr3Mo2v钢模具的使用寿命略优于 X32CrMoCoV333钢模具的使用寿命，明显优于H11钢模具的使用寿命。 二、 4Cr3Mo2V 钢简介 4Cr3Mo2钢是我国早使用进口钢材的基础上研制开发的，比3Cr2W8V钢更适合于制作 铜合金挤压模。 4Cr3Mo2V钢的化学元素组成及含量如下表所示： 无素 C Mo ! v Ma Si Cu r N? !.b (%) 0.34 / 0J2 / 3.50 1,80 / 2.20 7° 1 0.60 /oo OJO 0.03 fi^O.30 25 0,005 岀 软计耳员曲人卤ft可不做分析 三、试验研究 1 .高速热模锻工作条件 (1 )始锻温度：中频感应加热到1200? 1250C； (2 )模锻生产率：每分钟模60?70件 锻坯； (3 )锻坯与模腔接触时间：每模锻一次, 每工位需时间0.1 s； 表2几种热作模具成分、、元素 牌号、、C 表2几种热作模具成分 、、元素 牌号、、 C Mn Si Cr Mu V Cl) QR080M ⑵ 0.4 0 75 OJfl 2.00 2.0 120 国产 4Cr3Mo2V 0.4 0.77 018 290 2.05 L25 0 30 0.35 0」 2.7 28 0.6 20 X32CrMoCoV333 ? ? 0.34 0.50 0.3 30 3.0 0.7 2.50 国产ESRH13 0 38 640 1.0 5.3 1.3 09 2?模具材料 根据高速热模锻时的工作条件，选用了 X32CrMoCoV333钢、ES R H13钢和4Cr3MO2 V 钢，在实验室条件下，进行了抗回火，抗长时间高温软化和耐热疲劳性能的比较 这些热作 模具钢成分见表2： (1 )冋火性能4Cr3Mo2V钢、ES RH13钢和X32CrMoCoV33钢的奥氏体温度均定为1050~ ±I1O°C,油淬。在同一炉内经不同温度回火，每次回火两小时，回火冷却后在同一皱度计 上测定试样硬度,结果见表3。从表3可知,在600°C以上回火,4Cr3Mo2V＞钢的抗冋火能 力与X32CrM oCoV333钢的相近,均优于ES RH13钢。 (2 600°C保温100小时硬度值的变化将上述三种热作模具钢试样放入温度为600°C 的同一炉内每隔一定时间将试样取出冷却后测定其硬度，在600°C总的保温时间为100小时, 其硬度值的变化结果见表40 三种热作模具钢不同温度下回火后的硬度值(HRO 回火温度(t?) 材料 300 m 500 550 600 65U 700 4Cr3Mo2V 515 49.5 48.5 49 5 SL0 49.5 43.0 33.0 X32CrMoCoV333 5L5 — 49.(1 50.0 510 50.0 41.0 33 0 ESRHI3 54.5 52.5 53.5 56 0 52.0 47 0 36.5 1 29.0 三种热作模具钢在600V下不同保温时何測得的硬度值 雑时同(h) 0 7 15 2J 31 41 51 70 100 4Cr3Mo2V 50.5 44.0 43 5 415 390 3X.5 37.5 355 — 33.0 XJ2CrMoCoV333 505 46.5 43.5 410 36.5 — 35.5 34.5 3S5 310 ESRHI3 ?50.5 425 J6.5 34.5 31.5 29.5 28.5 285 27.5 27.0 林料 缺口端部裂纹宽度5 裂坟形貌 4Cr3Mo2V 5mm 弯曲 X32CrMoCo