《模具制造》2010年第5期 昆山斯泰隆国际机械模具城全球招商热线：0512-86188888（20号线）网址：.stelong简介冷冲模具在工作时必须承受持续的高载荷和较大的冲击力，并附有是温度升高，其工作条件恶劣。 冷冲压模具应具有高硬度、高强度、良好的耐磨性、高淬透性、淬透性和足够的韧性、与工件材料良好的抗咬合能力以及良好的机械加工性能[1,2]传统上，对于冷冲压模具要求较高，Crl2、Crl2MoV、CrWMn等已成为我国冷冲压模具的主要选择材料。 对模具的失效模式统计和金相组织分析发现，大部分模具失效损坏是由于模具造成的。 钢中碳化物偏析严重所致。 偏析呈网状分布，共晶碳化物和网状碳化物含量较高，增加了材料的脆性，导致模具早期失效。 Crl2MoV、Crl2虽然采用了六面锻造、三向镦粗、拉拔的组合工艺，但碳化物的不均匀、超等现象并未得到明显改善，不能满足生产需要。 近年来，LD(7Cr7Mo3V2Si)钢广泛用于制造链板冲裁模具中的冲头、凹模、凸凹模等关键模具易损件，取得了良好的效果。 为了不断提高模具的寿命，对LD钢锻造、球化退火、热处理工艺进行了研究。 LD冷作模具钢的化学成分和物理性能 LD(7Cr7Mo3V2Si)钢是在我国上海材料研究所研制的“SVSCO-DIE”基础上，调整合金元素含量，开发的高强韧钢。经真空脱氧、精制而成，纯度高。 钢。

其最大特点是该钢奥氏体合金化程度高，固溶强化和二次硬化效果显着，具有高强度和高耐磨性。 7Cr7Mo2V2Si的总称。 两者Mo含量相差仅0.05%，LD钢的化学成分如表1所示。LD钢的化学成分（%）。 LD钢模具性能及热处理工艺探讨杭州东华链条集团有限公司工模具分厂（浙江杭州310021） [摘要] 分析传统Cr12及Cr12MoV、CrWMn等冷冲压模具材料失效原因。 将LD钢的机械性能和综合性能与高速钢、高铬钢等其他莱氏体模具进行了比较。 介绍了LD钢及其锻造和球化退火工艺，并对LD钢的热处理进行了研究。 采用LD钢和Cr12MoV钢链板冲孔模具（凸凹模）用于冲切10mm厚的中碳钢链板。 LD钢模具的使用寿命比Cr12MoV钢模具长2倍； 淬火后经过深冷处理的LD钢模具具有更好的尺寸稳定性，更长的使用寿命。 关键词：LD钢； 链板冲孔模具； 热处理工艺； 使用寿命。 分类号：TG162.69 文献标识码：B 文章编号：1671-3508-2009-CS08-029讨论热处理工艺LD钢[摘要]分析了冷冲模具材料包括Cr12、Cr12MoV、CrWMnLD钢、高速钢、高铬钢等LED材料的机械性能、综合性能.引进LD钢球化工艺，研究了LD钢热处理。LD钢Cr12MoV钢链板冲孔模具冲压出10mm厚中碳钢链接接头，LD钢较Cr12MoV钢模具使用寿命提高数倍；淬火后，经过深冷处理LD钢模具尺寸稳定性使用寿命更高。关键词：LDsteel； 链板冲孔模； 热处理工艺； 使用寿命钢号 7Cr7Mo3V2Si7Cr7Mo2V2Si0.7~0.8Cr6.5~7.51.7~1.2Si0.7~1.2Mo2 .0~3.02.0~2.5Mn0.03 模具材料及热处理技术 87 《模具制造》2010年第5期 淮安石泰隆国际工业博览城全球招商热线：0517-86299999（20线）网址：.stlepLD钢及W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、Cr12等几种莱氏体钢力学性能比较。 LD钢比W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、Cr12等莱氏体钢具有更高的抗弯强度、冲击韧性、挠度等力学性能。

表3是几种莱氏体钢LD钢与传统冷作模具钢材料力学性能的综合比较。 用于制造冷作模具的合金工具钢一般为碳质量分数大于0.80%的高碳合金钢。 从而形成大量的碳化物。 铬是钢中重要的合金元素，也是碳化物形成元素。 在钢中以Cr23C6碳化物存在。 当加热到1100℃以上时，铬以碳化物的形式大量固溶到奥氏体中，提高淬透性。 铬铬的质量分数通常不大于5%，但对于一些要求耐磨性高、淬火后变形要求小的模具，铬的质量分数可大于5%。 高碳低合金钢CrWMn具有适当的淬透性和耐磨性。 磨削性好，但在热加工和热处理中仍存在一些难以解决的问题。 高碳高铬工具钢Crl2虽然具有较高的硬度和较高的耐磨性，但其碳化物偏析较严重，导致变形方向性和强度、韧性降低。 如果碳化物偏析太严重，很容易造成模具热处理后开裂。 由于CrWMn易形成网状碳化物，Crl2钢易形成带状碳化物。 碳化物的严重偏析降低了模具的强度和韧性，导致模具崩刃、断裂或塌陷。 LD钢适当降低了碳和铬含量。 其C含量仅为Crl2MoV的一半左右，因此其共晶碳化物远低于Crl2MoV。 同时LD钢增加了钼、钒的含量。 钼的作用与钨相似。 不仅可以提高淬透性，强化回火时的二次硬化作用，而且可以细化晶粒。 同时，钼还可以减少共晶碳化物。 的不均匀性。

钒是一种可以细化晶粒并强烈诱发二次硬化的元素，可以提高回火稳定性并增加耐磨性。 添加1%左右的硅，以强化基体，提高回火稳定性。 可以看出，LD钢的弯曲强度比Crl2钢高近1倍，特别是冲击韧性是其他莱氏体钢的4～5倍，是Cr12钢的4～6倍。 与Crl2钢相比，碳化物偏析得到改善，韧性更高。 比Crl2具有更好的耐磨性。 与CrWMn、Crl2、W6Mo5Cr4V2相比，具有更高的强度和韧性，并具有更好的耐磨性。 因此，制造的冷作模具具有较高的有效寿命，更适合在高速冲床和多工位冲床上使用。 LD钢适用于制造要求高强度和韧性的冷冲压模具，能承受较大的冲击力和弯曲力。 模具的使用寿命分别比W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、Crl2MoV、CrWMn、Crl2、60Si2Mn、T10A钢长几倍至几十倍。 正是由于LD钢的优异性能，使其在链条行业的链板冲裁模具中得到广泛应用。 5.1 LD钢的锻造及退火工艺 LD钢的锻造 LD钢在锻造时应缓慢加热，以保证充分烧成。 加热温度不大于1130℃，始锻温度1100℃，终锻温度不低于850℃。 LD钢的碳化物偏析小，φ50mm以下的原材料可直接使用，无需变质和锻造。 但大直径原材料必须经过改性和锻造。 Φ60mm以上钢棒的碳化物一般比3LD钢的碳化物大。 锻造很容易造成内部裂纹。 因此，采用“三镦三拔”、“两重一轻”的多道次锻造方法。 “一轻”是指开坯时变形量要小，采用轻吹快打的锻造方法。 当达到一定的变形量（即锻透）时，可适当加大锤击力，以增大变形，提高锻造性。 效率; 当接近终锻温度时，应减小锤击力，以防止开裂。

同时必须采取措施：严格控制加热温度，避免中心过烧和芯部碳化物堆积； 适当提高锻造比和变形程度，使心部碳化物完全破碎； 改善加热不均匀性，使变形均匀。 LD钢可砂冷或立即放入退火炉进行保温退火处理。 5.2 锻后LD钢球化退火的退火加热温度不超过980℃时，不会出现片状碳化物。 LD钢模具毛坯锻后退火工艺如图1所示，退火后硬度为190~210HBS。 文献[8]介绍了一种高效快速球化退火工艺，该工艺周期是常规工艺周期（8~9h）的一半。 不仅提高了生产效率，降低了能耗，而且使钢材硬度降低至194~202HB。 如图 2 临界点温度 () Ac1 856 Ac3 915 Ar3 806 Ar1 720 Ms 105 钢种 LD W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 Cr12 硬度 HRC 61 63 61 61 抗压强度 σbc/MPa 2,550~3,020 3,156~3,254 2740 2260 弯曲强度σbb/ MPa 5,080~5,590 2,166~2,969 4500 2950 冲击韧性 94~12324 21 19 挠度 f/mm 12~16 88 《模具制造》2010年第5期 昆山施泰隆国际机械模具城 全球招商热线：0512-86188888（20行） 网址:. 钢长LD钢锻后快速球化退火工艺 5.3 LD钢与Crl2MoV钢锻后碳化物比较如图3所示。Crl2MoV钢虽然经过多次镦锻，其网状碳化物得到明显改善，但无法比较。 彻底消除。

LD钢锻造后碳化物分布明显均匀，这是LD钢明显比Crl2MoV等其他莱氏体钢更强韧的重要原因之一。 LD 钢与 Crl2MoV 钢锻后碳化物含量比较 a - LD 钢锻后显微组织 (400) b - Crl2MoV 钢锻后显微组织 (400) LD 钢热处理工艺研究 6.1 LD 钢淬火 淬火等温转变LD钢曲线。 图4为LD钢的等温转变曲线（原始状态：退火；奥氏体化温度：1100；晶粒尺寸：10级）。 LD钢淬透性好，φ80mm可在油中淬透。 可采用热油淬火或空冷或分级冷却。 LD钢淬透性试验结果如图5所示。LD钢经1150℃淬火，550℃回火，具有最佳的强度和韧性。 有时为了提高模具的韧性，也可采用“低温淬火、低温回火”工艺。 淬火温度为1050～1080℃，回火温度为180～220℃，回火两次。 硬度为55~60HRC。 LD钢淬透性曲线 LD钢在不同的淬火加热温度下获得不同的淬火组织。 LD钢经1050℃低温加热淬火后的组织为隐针状马氏体+残余奥氏体+残余碳化物。 淬火硬度为55HRC左右，比较低； LD钢在下限温度1100℃加热淬火后的组织为细针状。 马氏体+残余奥氏体+残余碳化物； LD钢在上限温度1150℃加热淬火后的组织为细针状马氏体+残余奥氏体+残余碳化物。 LD钢在超过上限温度加热淬火，晶粒迅速长大。 当淬火到1200时，晶粒尺寸已达到7级。马氏体针状体又粗又长，有时贯穿整个晶粒，但共晶碳化物仍然存在。 不同淬火温度下LD钢与硬度、晶粒尺寸、残余奥氏体量的关系如表4所示。LD钢分别在1100℃、1150℃、1180℃加热淬火。 淬火组织如图6所示。