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用6CrNiSiMnMoV/GD钢制造导向筒冷挤凸模

导向筒是起动机上的一个重要零件,材料为20Cr,在采用五件分体加工,经压装后用铜焊焊接成形的制造工艺时,材料利用率仅为36.2%。改为整体冷挤压成形工艺可提高材料利用率,但模具是关键。20Cr钢经退火处理后,硬度为HRB79,在38.6%的变形量下进行冷挤时,由于材料变形抗力大,单位挤压力高达2250MPa,所使用的导向筒冷挤凸模需有高的抗压强度、抗弯强度。
用Cr12MoV和W18Cr4V钢,按常规处理工艺制造冷挤压凸模,在硬度为HRC58~60下使用时,寿命只有几十件(Cr12MoV)或上百件(W18Cr4V),早期开裂失效现象严重,其主要原因是碳化物偏析严重,强韧性低。
采用6CrNiSiMnMoV钢,在M+B下复合相的等温热处理下制造导向筒冷挤压凸模时,可提高其使用寿命。
6CrNiSiMnMoV钢经900℃×60s/mm加热,250℃硝盐等温处理后的力学性能如表1所示。以等温55min处理后,含有19.0%AR和30%B下时的综合力学性能较为理想。
表1   6CrNiSiMnMoV钢等温处理后的力学性能
性能项目 等温时间/min
 35 45 55 65 75
淬火硬度HRC 62.0 61.0 60.0 60.0 60.0
200℃×2h回火后硬度HRC 59.5 59.0 59.0 58.5 58.0
冲击韧度αk(J/cm2) 105.0 133.8 171.0 165.7 155.0
抗压屈服强度ó0.2c/MPa 2490 2466 2471 2433 2346
抗压屈服强度ó0.2b/MPa 2427 3018 3066 3033 2809
注:900℃加热,250℃等温。
6CrNiSiMnMoV钢经制导向筒冷挤模,按880~900℃×50~60s/mm奥氏体化,240℃等温45~55min,180~200℃×2h回火的工艺处理后,使用寿命可达6000~9000件,见表2。
表2  6CrNiSiMnMoV钢制导向筒冷挤凸模的处理工艺及寿命
等温热处理工艺 硬度HRC 寿命(件) 损坏形式
880℃×60s/mm加热,240℃×55min等温,200℃×2h回火 56.5~57 9000 微镦粗或磨损
880℃×60s/mm加热,240℃×75min等温,200℃×2h回火 55 9000 微镦粗开裂
 

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