42CrMo钢材从材料分类上来说属于模具钢中的塑料模具用钢,具有良好的机械性能及可加工性,应用相当广泛,主要有板材和圆棒两种类型的材料,其中板材用于模具的加工生产,圆棒用于机械直接加工零件,得到了行业的认可。
目录
概述
42CrMo钢材属于超高强度钢,具有高强度和韧性,淬透性也较好,无明显的回火脆性,调质处理后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力,低温冲击韧性良好。42CrMo钢材适宜制造要求一定强度和韧性的大、中型塑料模具。
化学成份
碳 C :0.38~0.45%
硅 Si:0.17~0.37%
锰 Mn:0.50~0.80%
硫 S :允许残余含量≤0.035%
磷 P :允许残余含量≤0.035%
铬 Cr:0.90~1.20%
镍 Ni:允许残余含量≤0.30%
铜 Cu:允许残余含量≤0.30%
钼 Mo:0.15~0.25%[1]
力学性能
硬度 :退火,255~207HB,压痕直径3.8~4.2mm;淬火,≥60HRCcr12mov板材淬透性、淬火回火后的硬度、强度、韧性比CR12高,直径为300~400mm以下的工作可完全淬透,淬火变形小,但高温塑性较差。cr12mov板材多用于制造截面较大、形状复杂、工作负荷较重的合种模具和工具。
深冷处理
42CrMo钢材经深冷处理, 深冷处理可使淬火马氏体析出高度弥散的超微细碳化物, 随后进行200℃低温回火后, 这些超微细碳化物可转变为 碳化物。未经深冷处理的马氏体, 在低温回火后, 仅在某些局部区域析出有少量的 碳化物。 cr12mov板材采用低温化学热处理方法, 在保持cr12mov板材高硬度和高耐磨性的基础上,离子渗氮、气体氮碳共渗、盐浴硫氰共渗种常用的低温化学热处理渗层的粘着抗力。3种低温化学热处理渗层均有显著的抗冲击粘着作用, 其中尤以盐浴硫氰共渗最佳。cr12mov板材制不锈钢器皿拉伸模经气体氮碳共渗处理后, 使用寿命达3万件以上, 较常规淬火、回火处理的同类模具寿命提高10倍以上。
加硬处理
为提高模具寿命达到80万模次以上,可对预硬钢实施淬火加低温回火的加硬方式来实现。淬火时先在500-600℃预热2-4小时,然后在850-880℃保温一定时间(至少2小时),放入油中冷却至50-100℃出油空冷,淬火后硬度可达50-52HRC,为防止开裂应立即进行200℃低温回火处理,回火后,硬度可保持48HRC以上。
盐浴渗钒处理
42CrMo钢材的中性盐浴渗钒处理工艺,42CrMo钢材经中性盐浴渗钒处理可获得碳化物渗层,一、碳钒化合物,该渗层组织均匀,具有良好的连续性和致密性,厚度均匀,结构致密,具有很高的显微硬度和较高的耐磨性,表面硬度、耐磨性及抗粘着性等性能大幅度提高。二、VC在奥氏体中的溶解度比它在铁索体中的溶解度高,随着温度的降低,VC从铁索体中析出,使合金强化及晶粒细化,化合物层表现出较高的硬度。 42CrMo钢材属于高碳高铬莱氏体钢, 碳化物含量高,约占20 % ,且常呈带状或网状不均匀分布,偏析严重, 而常规热处理又很难改变碳化物偏析的状况, 严重影响了钢的力学性能与模具的使用寿命。而碳化物的形状、大小对钢的性能也有很大的影响, 尤其大块状尖角碳化物对钢基体的割裂作用比较大,往往成为疲劳断裂的策源地,为此必须对原材料轧制钢材进行改锻,充分击碎共晶碳化物,使之呈细小、均匀分布, 纤维组织围绕型腔或无定向分布, 从而改善钢材的横向力学性能。锻造时对钢坯从不同方向进行多次镦粗和拉拔,并采用“二轻一重”法锻造,即坯料始锻时要轻击,防止断裂,在980~1 020 ℃中间温度可重击, 以保证击碎碳化物,42CrMo钢材未改锻,采用固溶双细化处理[5 ] ,即500 ℃及800 ℃左右二级预热,1 100~1 150 ℃固溶处理,淬入热油或等温淬火,750 ℃高温回火,机加工后960 ℃加热油冷后进行最终热处理, 也可使碳化物细化、棱角圆整化,晶粒细化。
42CrMo回火
42CrMo钢材推荐的回火规范
方案 | 淬火温度 /℃ | 回 火 | | | |
用 途 | 加热温度/℃ | 介质 | 硬度HRC | | |
ⅠⅡⅢ | 1020~1040 | 消除应力去除应力,降低硬度去除应力,降低硬度 | 150~170200~275400~425 | 油或硝盐—— | 61~6357~5955~57 |
ⅣⅤⅥ | 1115~1130 | 去除应力及形成二次硬化去除应力及形成二次硬化去除应力及形成二次硬化 | 510~520℃多次回火-78℃冷处理加510~520℃一次回火-78℃冷处理加一次510~520℃回火,再-78℃冷处理 | ——— | 60~6160~6161~6 |
42CrMo淬火
方案 | 第一次预热/℃ | 第二次预热/℃ | 淬火温度/℃ | 冷 却 | 硬度(HRC) | | | |
介质 | 介质温度/℃ | 在介质中冷却 | 随后 | | | | | |
ⅠⅡⅢⅣⅤ | 550~660 | 840~860 | 950~10001020~10401020~10401115~11301115~1130 | 油油熔融硝盐油熔融硝盐 | 20~6020~60400~55020~60400~450 | 至室温至油温5~10min至油温5~10min | 空冷空冷空冷空冷空冷 | 58~6262~6362~6342~5042~50 |
对应牌号
国标:cr12mov台标:skd11德标:1.2601DIN:x165crmov12日标:skd11韩标:STD11意大利标准:x165crmow12ku瑞典标准:2310西班牙标准:x160crmov12美标:x12m
淬火规范
普通淬火、回火规范:淬火温度1000~1050℃,淬油或淬气,硬度≥ 60HRC;回火温度160~180℃,回火时间2h,或回火温度325~375℃,回火次数2~3次。
物理性能
1)临界点温度(近似值):Ac1=730°C、Ac3=800°C、Ms=310°C。
2)线胀系数:温度20~100°C/20~200°C/20~300°C /20 ~400°C/20~500°C /20~600°C,线胀系数: 11.1×10K/12.1×10K/12.9×10K/13.5×10K/13.9×10K14.1×10K。
3)弹性模量:温度20°C/300°C/400°C/500°C/600°C,弹性摸210000MPa/185000MPa/ 175000MPa/165000MPa/15500oMPa[1]
工艺规范
热加工规范
加热温度1150 ~1200°C,开始温度1130 ~1180°C,终止温度> 850°C,φ> 50mm时,缓冷。
正火规范
正火温度850~900°C,出炉空冷。
高温回火规范
回火温度680~700°C,出炉空冷。
淬火、回火规范
预热温度680 ~700°C,淬火温度840~880°C,油冷,回火温度580°C,水冷或油冷,硬度≤217HBW。
亚温淬火强韧化处理规范
淬火温度900°C,回火温度560°C,硬度(37±1) HRC
感应淬火、回火规范
淬火温度900°C,回火温度150~180°C,硬度54 ~60HRC。
典型应用举例
适宜制作要求一定强度和韧性的大中型塑料模具。
42CrMo钢材
外文名
42CrMo
执行标准
国标GB
产地
中国
分类
塑料模具钢
等级
优等品
规格
板材、圆棒
1概述
2化学成份
3力学性能
4深冷处理
5加硬处理
6盐浴渗钒处理
742CrMo回火
842CrMo淬火
9对应牌号
10淬火规范
11物理性能
12工艺规范
13典型应用举例