65NB模具钢是一种含铌基体钢。钢中合金元素Cr、W、Mo、V的含量设计取自淬火态的W6Mo5Cr4V3高速钢的基体成分,合金元素在模具纳中的作用与高速钢中相似。
钢种还加入少量强化碳化物形成元素铌,与钢种的碳形成高稳定性的NbC,阻止淬火加热时奥氏体晶粒的长大。与不含Nb模具钢比较,艾诗缇晶粒细化温度提高40~50℃,Nb还部分溶解于Cr、W、Mo、V的碳化物中,增强器稳定性,使淬火后集体的含碳量降低,显著提高钢的强韧性,并改善模具钢的工艺性能。65Nb模具钢化学成分见下表。
2力学性能
65Nb模具钢具有较高的强韧性,其韧性比母体告诉W6Mo5Cr4V2和高碳高铬模具钢都有较大幅度的提高,在压力低于2450MPa的冷挤模、冷镦模上应用时,使用寿命比高速模具钢和高碳高铬模具钢成倍提高。但在压力超过2450MPa的模具上应用,并要求有高耐磨性的情况下,65Nb模具钢的抗压屈服强度和耐磨性均显得不足。
3工艺性能
锻造工艺
65Nb模具钢属莱式体模具钢,要进行锻造。65Nb模具钢的锻造性能良好,但应缓慢加热保证烧透。锻造加热温度1120~1150℃,始锻温度1100℃,终锻温度850~900℃,缓冷。
为使原有带状碳化物和网状碳化物破碎、细化、分布均匀,对于镦坯尤其是大规格坯料,应进行改锻后反复镦拔;对于带刃口的模具,如切边模,经反复镦拔后基本上克服了刃口剥落现象,寿命比仅经拔长的模具提高了4~5倍。
退火工艺
65Nb模具钢的退火工艺有常规球化退火和等温球化退火两种,常规化退火工艺为800℃加热3~4h,缓慢冷却到500℃出炉;等温球化退火工艺为860℃加热3~4h,冷到740℃等温5~6h,炉冷到500℃出炉,退火后硬度为217HBS。如将等温时间由6h延长到9h,则硬度进一步降低到187HBS,可以采用冷挤压成型,这是65Nb模具钢的最大优点。
淬火、回火工艺
65Nb模具钢的淬火温度为1080~1180℃,淬火加热时间应保证碳化物充分溶解并均匀化,同时不使晶粒长大,在盐浴炉中加热系数以15~20s/mm为宜。根据模具形状和对变形的要求,冷却方式可采用油冷、油淬-空冷和分级淬火等。65Nb模具钢一般采用二次回火,回火温度范围为520~560℃。
不同温度淬火,又经过不同温度二次回火的硬度值,在回火过程中均会有二次硬化现象,硬度峰值出现在520~540℃,并随淬火温度的升高而增强。
4应用范围
65Nb模具钢是一种高强韧性冷热兼用模具钢,广泛用于制作各类冷作模具,特别适用于负责、大型或难变形金属的冷挤压模具和受冲击负荷较大的冷锻模具,有时也用于热作模具,但以冷作模具为主。65Nb模具钢还可燃用于钢铁材料的温热模具。由于65Nb模具钢抗压强度和耐磨性不足,不能用于挤压2500MPa的钢铁材料挤压模具及要求高耐磨的模具。
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