模具材料的選用及熱處理工藝 模具材料的選用應根據(jù)模具的服役條件和主要失 效形式, 以保證模具的使用性能和服役壽命, 同時還應
考慮模具的生產工藝及成本。國產內六角螺絲沖頭原采用 W6Mo5Cr4V2( 6542)鋼,該材料若處理硬度>65HRC, 則常常因韌性不足易折斷; 若處理硬度63HRC, 則常 常因抗壓強度低易鐓粗, 且紅硬性也略顯不足。
W8Co3N(W8Mo3Cr4VCo3N) 鋼是一種國產新型的超 硬高速鋼, 在6542鋼的基礎上, 增加了鈷和氮, 使鋼的強度、耐磨性、抗回火穩(wěn)定性和紅硬性都有明顯提高, 同時又具有一定的韌性, 其性能和成分與SKH55、M42 相當。
螺絲模具經淬火回火后硬度相同時, W8Co3N鋼的抗彎強度和M42鋼處于同一水平; 硬度 在66HRC~ 69HRC時, 兩鋼種的抗彎強度2bb都在2000~2600MPa; W8Co3N鋼沖擊韌性略高于M42, 其 下限值與M42的上限值大致相同, 在68~ 69HRC時W8Co3N鋼的?k值為15~20J/cm2, 而M42則為10~15J/cm2 。兩種鋼最佳的二次硬化狀態(tài)分別為540e (W8Co3N)和520e(M42)。W8Co3N鋼抗回火軟化 能力明顯高于M42鋼。因此, 本文選用抗壓性、耐磨 性、紅硬性及強韌性匹配較好的超硬高速鋼W8Co3N 作為試驗材料,其主要化學成分見表1, 以6542鋼作 為對比, 兩種材料熱處理工藝為: 1200e ~ 1220e, ( 540~560) e@1h回火3次。處理后W8Co3N鋼硬 度為64HRC~ 67HRC, 6542鋼硬度為64HRC~ 66HRC。
212 模具材料的顯微組織
W8Co3N和6542兩種模具材料的碳化物級別分 別為1級和3級, 經試驗處理后的晶粒度分別為1015 級和11級, 顯微組織見圖1( 4%硝酸酒精腐蝕)。由兩種模具鋼組織均為回火馬氏體加碳化物, 碳化物顆粒細小, 無尖角狀, 有少量偏析, 相比較而言 6542鋼的碳化物偏析較大。213 內六角螺絲沖頭的使用壽命 經試驗工藝處理后的內六角螺絲沖頭在生產現(xiàn)場進行使用壽命考核,被加工材料為304HC, 結果見表2。由表 2可見, 對于M4規(guī)格的沖頭, 6542鋼尚能應用于生產, 大于M4規(guī)格的沖頭則不能滿足生產的需要。而W8Co3N鋼可以滿足M4~M16規(guī)格的性能要求。
