DC53模具鋼介紹及DC53熱處理工藝
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1.簡介
DC53是日本大同特殊鋼對SKD11進(jìn)行改良的新型冷作模具鋼，其技術(shù)規(guī)范載于日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）G4404。它克服了SKD11高溫回火硬度和韌性不足的弱點，將在通用及精密模具領(lǐng)域全面取代SKD11的高強(qiáng)韌性通用冷作模具鋼。
在熱處理適當(dāng)?shù)那闆r下強(qiáng)度、韌性都很優(yōu)秀，高溫回火硬度可達(dá)到62~63HRC。
DC53的韌性在冷作模具鋼中較為突出，用DC53制造的工具很少出現(xiàn)裂紋和開裂，大大提高了使用壽命。
線切割加工后的殘余應(yīng)力，經(jīng)高溫回火減少了殘余應(yīng)力。因此，大型模具和要求精密之模具在線切割加工后的裂紋和變形得到抑制。
實用特性:
在線切割加工上之優(yōu)點
2用途
1.沖裁模具、冷作成型模具、冷拉模具
2.成型軋輥、沖頭
●精密沖壓模 。
●線切割加工的精密沖裁模及各種用途沖壓模 。
●難加工材料的塑性變形用工具 。
●冷鍛、深拉和搓絲用模 。
其他
●高速沖裁沖頭、不銹鋼板沖頭 。
●出廠狀態(tài):HB255
3化學(xué)成分
碳 C
硅 Si
錳 Mn
鉻 Cr
鉬 Mo
釩 V
磷 p
4基本性能
DC53常規(guī)熱處理條件下，殘余奧氏體幾乎全部分解，一般可省略深冷處理，在較強(qiáng)硬度下仍可保持較高的韌性。
一
DC53經(jīng)1040℃ 淬火和520～530℃高溫回火后，硬度HRC可達(dá)62～63，是目前常用的冷作模具鋼中最高的，且切削性、磨削性較好，電加工變質(zhì)層殘余應(yīng)力小，殘余奧氏體極少，碳化物細(xì)小并分布均勻。
因模具受力情況較復(fù)雜，有些模具工作零件需具備一些特殊的力學(xué)性能，若按標(biāo)準(zhǔn)的熱處理工藝往往無法達(dá)到理想的工作性能要求，需通過熱處理對硬度、韌性和耐磨性等基本特性作適當(dāng)調(diào)整，以達(dá)到模具最佳工作狀態(tài)．淬火溫度和回火溫度則是熱處理的主要工藝參數(shù)，本文著重研究DC53的回火特性。
二
實驗中，對DC53熱處理規(guī)范略作一些變化，適當(dāng)調(diào)整了淬火溫度，回火溫度取6檔，即100℃ ，200℃ ，300℃ ，400℃ ，500℃ ，600℃。100℃回火選用101-2型干燥箱進(jìn)行加熱，其余采用SX-25-12型箱式電阻爐加熱，每個回火溫度取兩個試樣。
硬度測試選用金屬洛氏硬度試驗，在常溫下進(jìn)行，采用HBRVU-187.5型布洛維光學(xué)硬度計。
沖擊試驗采用10mm×10mm×55mm無缺口試樣，在JB30B沖擊試驗機(jī)上進(jìn)行，沖擊能量為0.3 KN.m或0.15 KN.m。
結(jié)果分析
⒈硬度值
對每個試樣各取3個不同位置點測硬度，得出各回火溫度下的硬度值，綜合各試樣的硬度值，DC53在100～500℃回火時，硬度值變化并不大；在400℃中溫回火時硬度略高，標(biāo)準(zhǔn)熱處理回火后的硬度峰值一般在520℃左右；在600℃ 高溫回火后，硬度大幅下降，平均HRC硬度值僅為52．4，故回火溫度不宜太高。
⒉沖擊韌性
回火后，磨去試樣表面的氧化脫碳層，測出不同回火溫度下各試樣的沖擊值，綜合各試樣的沖擊值，DC53在200℃回火時，平均沖擊值達(dá)到60 J/cm2以上．在500℃回火時，沖擊韌性較差，表現(xiàn)出一定的高溫回火性．600℃以上回火沖擊韌性很好，但硬度大為下降，達(dá)不到使用要求．
實驗結(jié)果表明，DC53總體回火穩(wěn)定性較好，在一定回火溫度范圍內(nèi)，硬度和沖擊值變化不大；在400～500℃回火時韌性大幅度下降，出現(xiàn)回火脆性現(xiàn)象；在600℃回火時，試樣的韌性很高，沖擊值達(dá)到85 J/cm2，但硬度大幅下降．在生產(chǎn)中，對于一些硬度、耐磨性要求不太高而韌性要求較高的冷作模具可采用高溫回火；對硬度要求較高，同時又要具有較高韌性的冷作模具，宜采用200℃左右的低溫回火．其他回火溫度下的硬度和沖擊值可采用合適的計算方法(如插值法、函數(shù)逼近等)預(yù)測，再用實驗驗證．淬火態(tài)試樣中碳化物呈斷續(xù)細(xì)帶狀分布，200℃回火后碳化物呈均勻分布，且組織內(nèi)幾乎不存在大塊狀碳化物，故韌性較好．從斷口形貌看，200℃回火組織斷口的解理臺階遠(yuǎn)少于淬火態(tài)試樣，5000倍金相中的斷口有一些小而淺的韌窩，顯示其有一定的韌性．回火后，殘余奧氏體轉(zhuǎn)變較充分，碳化物細(xì)小并分布均勻，使韌性增加．
結(jié)論
⒈適當(dāng)調(diào)整淬火溫度后，DC53在200℃回火時硬度和沖擊韌性都較高；在400～500℃ 回火時硬度較高，韌性大幅度下降；在600℃ 回火時沖擊韌性很高，硬度顯著下降．
⒉形狀復(fù)雜的精密沖模、修整模、冷軋輥輪等工模具宜采用低溫回火工藝，以使模具工作零件獲得高硬度、高韌性、耐磨性好、強(qiáng)度高，可有效延長模具壽命，防止過度磨損、變形、開裂等早期失效現(xiàn)象．
⒊受沖擊載荷較大的復(fù)雜模具可采用低淬高回工藝，以得到較高的沖擊韌性，防止模具產(chǎn)生脆性斷裂現(xiàn)象
5力學(xué)性能
硬度 ：退火,255～210HB,淬火,≥62HRC
6主要特性
(1)被切削性，被研磨性良好。 被切削性，被研磨性皆比SKD11優(yōu)秀，所以加工工具壽命較長，加工工時數(shù)較省。
(2)在熱處理上之優(yōu)點 淬火硬化能比SKD11高，所以可改善真空熱處理時硬度不足之缺陷。
(3)在線切割加工上之優(yōu)點 藉高溫回火可減輕殘留應(yīng)力及消除殘留沃斯田鐵，能防止線切割加工產(chǎn)生龜裂、變形之困擾。
(4)在表面硬化處理上之優(yōu)點 表面硬化處理后表面硬度比SKD11高，因此可提高模具性能。
(5)在修補(bǔ)焊接作業(yè)上之優(yōu)點 由于預(yù)熱及后熱溫度均比SKD11低，所以修補(bǔ)焊接作業(yè)較簡便。 特點：通用冷作模具鋼,高硬度,高韌性DC53模具鋼
7主要用途
高溫回火后可達(dá)HRC63，有利于線切割加工的精密沖裁模及各種用途沖壓模 。
難加工材料的塑性變形用工具 。
冷鍛、深拉和搓絲用模 。
高速沖裁沖頭、不銹鋼板沖頭
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