W18Cr4V是一種具有高強(qiáng)韌性的冷作模具鋼,用作冷擠壓凸模取得了良好效果。但用其制作的擠壓凸模,在使用中早期斷裂現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,使用壽命不高,一般冷擠4500多件后凸模即斷裂失效,嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。為解決這一問題,對(duì)其進(jìn)行了熱處理工藝試驗(yàn),取得了較好的效果。
實(shí)驗(yàn)材料為Φ60mm的W18Cr4V棒料,鍛成Φ40mm,碳化物偏析級(jí)別小于2級(jí)。鍛造后應(yīng)進(jìn)行球化退火。W18Cr4V鋼經(jīng)強(qiáng)韌化工藝處理后,比按原工藝處理后鋼的硬度稍高,按強(qiáng)韌化工藝處理后鋼的硬度稍低,而經(jīng)強(qiáng)韌化工藝處理后鋼的強(qiáng)度、塑性、韌性較原工藝處理后均有明顯提高,即有強(qiáng)韌化作用,ak和KIC分別提高了74%和36%。工件經(jīng)過820~1200℃加熱、油淬+220℃二次回火,其晶粒較細(xì),用金相法測(cè)定晶粒度為11級(jí),晶粒細(xì)化對(duì)裂紋擴(kuò)展有阻礙作用,有利于鋼的強(qiáng)韌化,這顯然是低溫淬火低溫回火處理有較好強(qiáng)韌性的原因之一。
經(jīng)強(qiáng)韌化處理后的模具使用壽命顯著提高。這是因?yàn)樵摕崽幚砉に嚍橐环N綜合強(qiáng)韌化處理方法,強(qiáng)度、韌性得到較好的配合,從而推遲疲勞裂紋的萌生與降低了裂紋擴(kuò)展的速度,延長(zhǎng)了模具使用壽命。
冷擠壓模工作條件苛刻,用WI8Cr4V鋼制模經(jīng)原工藝(1250℃淬火+560℃×2h回火三次)處理后,由于強(qiáng)韌性不佳,使用中在大應(yīng)力作用下易生裂紋,并以較快的裂紋擴(kuò)展速度擴(kuò)展,產(chǎn)生早期斷裂失效,使用壽命不高。W18Cr4V鋼經(jīng)(1200℃油冷+220℃×2h回火二次)熱處理工藝處理后獲得了明顯的強(qiáng)韌化效果。強(qiáng)韌化處理后的冷擠凸模使用壽命獲得了很大提高,與原工藝處理后凸模的使用壽命相比提高了近4倍。(榕霖)