（毕业设计论文）《Cr12mov钢冷冲裁模工艺分析与改进措施》.docVIP

PAGE PAGE 目 录 摘要 Ⅱ 关键词 Ⅱ 1.Cr12mov模的优缺点 1 2.Cr12mov钢的工艺设计 1 2.1 Cr12mov钢的化学成分分析 1 2.2 Cr12mov钢的临界点 1 2.3 热加工、锻造、及工艺规范 1 2.4 淬火及回火工艺 1 3.Cr12mov钢冷冲裁模的工艺分析 2 3.1化学成分及冶金质量方面的分析 2 3.2锻造及热处理工艺分析 2 4.失效分析 3 5.工艺措施改进 4 5.1锻造工艺改进 4 5.2热处理工艺改进 5 6.提高Cr12mov钢模具寿命的热处理工艺分析 6 总结 10 参考文献 11 致谢 12 摘 要 介绍了Crl2MoV钢冷冲裁模的热处理工艺及失效分析以及锻造、热处理工艺的改进措施。Crl2MoV钢是一种高碳高铬的冷作模具钢,退火组织中含有数量较多的、粗大的碳化物,虽然经过反复锻造,但碳化物的分布仍不均匀；同时,由于热处理工艺的影响,使奥氏体中存在部分未溶的碳化物,在金相显微组织中形成了脆性的碳化物带状分布区。经改进锻造和热处理工艺后,使显微组织均匀化获得了满意的力学性能,达到了设计寿命的要求。 关键词：冷冲裁模;失效分析;锻造及热处理工艺;碳化物;力学性能 1 Cr12mov钢冷冲裁模的优缺点 Cr12MoV 钢属于高耐磨微变形冷作模具钢,其特点是具有高的耐磨性、淬透性、微变形、高热稳定性、高抗弯强度,仅次于高速钢,是冷冲裁模、冷镦模等冷作模具的重要材料，其消耗量在冷作模具钢中居于首位. 该钢虽然强度、硬度高,耐磨性好,但其韧性较差,对热加工工艺和热处理工艺要求较高,处理工艺不当,很容易造成模具的过早失效。 2 Cr12mov钢的工艺设计 2．1 Cr12mov钢的化学成分分析 C Si Mn Cr V Mo S 1.45～1.70 ≤0.40 ≤0.40 11.00～12.50 0.15～0.30 0.40～0.60 ≤0.030 2．2 Cr12mov钢的临界点 临界点 Ac1≈810℃, Ac3≈1200℃, Ar1≈760℃, Ms≈185℃ 2．3热加工、锻造、及工艺规范 项目 加热温度/℃ 始锻温度/℃ 终锻温度/℃ 冷却方式 钢锭 1100～1150 1050～1100 850～900 缓冷 钢坯 1050～1100 1000～1050 850～900 缓冷 注：因钢的导热性差，因注意缓慢加热，锻后必须缓冷 锻后等温退火：加热温度为850～870℃，保温1～2h；炉冷至720～750℃，保温3～4h，炉冷至550℃以下出炉空冷。退火后的硬度为207～255HBS，组织为细珠光体+碳化物。 2．4淬火及回火工艺 (1)淬火规范第一次预热在550～600℃，第二次预热在840～860℃，淬火温度为1020～1040℃，采用油淬，油的温度20～60℃，冷却至油温，随后空冷。硬度为62～63HRC。淬火后组织比例为：碳化物12%，马氏体68%～73%，奥氏体25%～20%。 (2)回火规范回火的目的为去除锻后应力，降低硬度。淬火温度1020～1040℃，回火温度200～275℃，冷却至室温，达到的硬度57～59HRC。 3 Cr12mov钢冷冲裁模的工艺分析 3.1 化学成分及冶金质量方面的分析 由Cr12MoV钢的化学成分表中的数据可以看出,失效冷冲裁模具的化学成分在Cr12MoV 钢的化学成分范围内,不会对模具的金相显微组织和力学性能造成较大的影响;另一方面,杂质元素硫和磷的质量分数未超标，非金属夹杂物和晶粒特别粗大等现象。由此判断,材料的冶金质量无明显不足。不至于导致模具的开裂与失效。由此判断,该模具的过早失效不是由材料的化学成分引起的。 经适当处理后,观察脆断的断口特征,发现其断口呈银灰色,宏观组织细密、均匀,未见气孔、夹渣、非金属夹杂物和晶粒特别粗大等现象。由此判断,材料的冶金质量无明显不足。 3.2 锻造及热处理工艺分析 (1)模具的锻造工艺分析 通过查看模具生产的技术资料知,该模具的加工工艺路线为：下料→锻造→球化退火→机械加工→淬火+ 低温回火→平磨→线切割加工→成型组装。其中的锻造工艺为:始锻温度1000～1100℃,终锻温度800～850℃；锻造方法为一般轴向镦粗———拔长法。该模具的加工路线在工序安排上是合理的。 Crl2MoV 属于高碳高铬钢,其特点是升温速度慢,锻造温度范围窄,一般始锻温度为1050～1100℃,终锻温度为840～880℃。由此可见,该模具的锻造温度基本上符合Cr12MoV 钢的锻造温度要求.该模具在锻造的具体操作上存在明显不足。一般的轴向镦粗———拔长法使坯料心部的变形量不大,无法完全消除组织中的带状碳化物和粗大、不均匀的碳化物组织,用这样的坯料制成的模具会产生组织的不均匀和力学性能的各向异