3Cr2W8V鋼作為一種重要的熱作模具鋼,自從問世以來一直得到人們的廣泛關(guān)注。3Cr2W8V鋼常用于制造鋁合金壓鑄模,壓鑄模的服役條件較為苛刻,熔液的溫度通常為600~730℃,以40~180m/s的速度壓入模腔,此壓力為20~120MPa,保壓時間5~20s,每次壓射間隔時間20~75s。模具質(zhì)量的好壞,尤其是使用壽命的長短,在很大程度取決于所采用的熱處理工藝。調(diào)查發(fā)現(xiàn),因熱處理問題造成的模具失效占整個失效原因的50%。
為了提高壓鑄模的使用壽命,對3Cr2W8V鋼進(jìn)行了等溫球化退火、淬火以及不同溫度的回火熱處理,通過組織分析及力學(xué)性能測試,研究了熱處理工藝對3Cr2W8V鋼組織和性能的影響。
將3Cr2W8V鋼在20kg中頻感應(yīng)爐中重熔,在熔煉過程中,考慮到C元素的燒損,向爐中加入少量生鐵以補(bǔ)充碳量,用紅外線測溫儀測量鋼水的溫度,澆注6個試樣。各試樣均在高溫箱式電阻爐中進(jìn)行熱處理,具體工藝如表1所示。然后進(jìn)行組織、硬度和韌性的分析。
表1各試樣的熱處理工藝
試樣 |
熱處理工藝 |
1# |
820℃保溫1h,爐冷至730℃保溫1.5h |
2# |
820℃保溫1h,爐冷至730℃保溫1.5h+1070℃油淬 |
3# |
820℃保溫1h,爐冷至730℃保溫1.5h+1070℃油淬+回火(580℃二次) |
4# |
820℃保溫1h,爐冷至730℃保溫1.5h+1070℃油淬+回火(630℃二次) |
5# |
820℃保溫1h,爐冷至730℃保溫1.5h+1070℃油淬+回火(680℃二次) |
6# |
820℃保溫1h,爐冷至730℃保溫1.5h+1070℃油淬+回火(730℃二次) |
因此,等溫球化退火、1070℃淬火后再680℃左右進(jìn)行兩次回火能夠使3Cr2W8V模具鋼保持足夠的硬度和韌性,有利于延長模具壽命。