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热处理新工艺在9SiCr模具钢中的应用研究

    9SiCr钢是当前最常用的合金刃具钢种,常用于制造形状复杂、技术要求变形小、耐磨性较高的低速切削刃具、冷作模具,譬如钻头、手动铰刀、搓丝板、打印模以及冷轧辊等,相比于其他钢种,9SiCr钢的淬透性、淬硬性以及回火稳定性较高,对其进行分级与等温淬火较适宜。9SiCr钢中合金元素含量见表1。
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9SiCr模具钢件经过一般热处理工艺处理后,与CrWMn等钢种相比,淬透性、淬硬性、回火稳定性、强度和硬度以及耐磨性都不及。本次提出的一种9SiCr钢热处理新工艺,经过试验分析,可以提升9SiCr钢的强韧性等性能,延长其使用寿命。具体如下:
 
本工艺采用的是球化退火预热处理。先将模具钢件加热到790~810℃,然后进行保温(保温时间1~2h)。等模具钢件降到700~720℃,再进行保温一定时间后,最后对其进行炉冷,当模具钢件降至550℃时,将其出炉进行空冷。此时模具钢件的硬度为197~241HBS。
 
本工艺采用盐浴炉对模具钢件进行最终热处理。把9SiCr模具钢件接上导线放入箱式电阻炉中,随炉加热,直到加热到900℃奥氏体化,保温10min后,然后施加100Hz、900V电场锯齿波,5min后出炉放入磁场强度为19.37A/m、温度为230~250℃的硝盐中进行等温油淬。
 
9SiCr模具钢件经过等温油淬后,再进行预回火,加热温度在200℃,时间为1h。然后再将模具钢件进行深冷处理,深冷处理是以液氮作为深冷介质,从室温快速冷却到液氮温区-130~-190℃,模具钢件深冷温度宜选在-160~-190℃,时间为24h。经过深冷后的模具钢件再经200℃的低温进行回火后,模具钢件随自然冷却后到室温即完成全部热处理工序。
 
该热处理新工艺用于9SiCr模具钢,通过对其奥氏体化、等温油淬、预回火、深冷处理以及再回火等工序步骤,克服碳素刃具钢淬透性低、红硬性差以及耐磨性不足的缺点,提高了模具硬度值与耐磨性能,为我国模具行业的发展提供参考。

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