CN105583338A

CN105583338A - 一种模具高铬钢Cr12MoV毛坯的新型锻造方法

Info

Publication number: CN105583338A
Application number: CN201410573170.9A
Authority: CN
Inventors: 张明
Original assignee: Wuxi Huaye Iron & Steel Co Ltd
Current assignee: Wuxi Huaye Iron & Steel Co Ltd
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2016-05-18

Abstract

本发明公开了一种模具高铬钢Cr12MoV毛坯的新型锻造方法。首先计算模具高铬钢毛坯锻件下料尺寸，接着再确定模具高铬钢毛坯锻件新型锻造工艺过程。模具高铬钢毛坯锻件下料尺寸计算包括锻件坯料体积、圆棒料直径、圆棒下料的直径及下料长度的确定。模具高铬钢毛坯锻件锻造工艺过程包括在锻造过程中所掌握的不同材料的始锻温度、终锻温度、锻造方法和锻件的退火处理。模具高铬钢锻造工程中，使得毛坯锻件中心不容易开裂，并能改善碳化物分布。改善了模具高铬钢毛坯的热处理质量，从而提高模具高铬钢毛坯的工艺性和使用寿命。

Description

一种模具高铬钢Cr12MoV毛坯的新型锻造方法

技术领域

本发明涉及一种模具高铬钢Cr12MoV毛坯的新型锻造方法。

背景技术

模具零件的毛坯，主要有锻件、铸件、热轧圆钢、热轧钢板及气割件等。现有的模具零件毛坯锻件。模锻造目的是得到一定的几何形状，以达到节约原材料和节省加工工时。更重要的目的是对模具的主要零件，尤其是要求热处理质量较高、使用寿命较长的零件，必须通过锻造来改善原材料的性能。如通过锻造使材料的组织细密、碳化物分布均匀、纤维分布合理等，从而达到改善热处理性能和提高模具零件的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提出一种模具高铬钢Cr12MoV毛坯的新型锻造方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种模具高铬钢Cr12MoV毛坯的新型锻造方法，需要首先计算模具高铬钢Cr12MoV毛坯锻件下料尺寸，接着再确定模具高铬钢Cr12MoV毛坯锻件锻造工艺过程。其中，模具高铬钢Cr12MoV毛坯锻件锻造工艺过程包括在锻造过程中所掌握的不同材料的始锻温度、终锻温度、锻造方法和锻件的退火处理。

1、模具高铬钢Cr12MoV毛坯锻件下料尺寸计算

模具高铬钢Cr12MoV锻件下料尺寸的计算，是锻造工艺过程中的重要环节。合理地计算锻件下料尺寸，可节约原材料和工时，并能提高效率。对锻件下料尺寸计算的步骤如下：

1)计算锻件坯料体积V_p：

V_p＝KV_d，

其中，V_d为锻件体积，根据零件形状和加工余量确定。由于2次能够锻成，取K＝1.09。

2)计算圆棒料直径D_j：

D_{j} = \sqrt[3]{0.637 V_{p}}

3)圆棒下料的直径D_x:

D_x≥D_j

4)计算下料长度L_x:

L_{x} = 1.274 \frac{V_{p}}{D_{l}^{2}}

2模具高铬钢Cr12MoV毛坯锻件锻造工艺工程

锻造工艺过程包括在锻造过程中所掌握的不同材料的始锻温度、终锻温度、锻造方法和锻件的退火处理。

1)Crl2MoV锻件的锻造温度·在模具钢材Crl2MoV中，加热温度上锻造时比较难于掌握。由于Crl2MoV等工具钢中，碳和合金元素的含量很高与碳化物的大量存在，这给锻造造成了困难。会大大降低钢的塑性和韧性。因此，在锻造时要正确地控制锻造温度。开始锻造温度为1050-1100℃，终锻温度为850-900℃。

2)Crl2MoV锻件的锻造方法，采用多次镦粗、拔长的方法达到所要求的形状和尺寸。经锻造可以达到改善碳化物分布的不均匀性，从而提高零件的工艺性和使用寿命，有的零件在锻造时，还要求具有一定的纤维方向，以提高某一方向的强度。，在锻造时一般采用综合锻造法，即纵向锻造法和横向锻造法相结合。纵向锻造法此法是沿着坯料的轴向镦粗、拔长。其优点是操作方便，流线方向容易掌握，纵向镦粗、拔长能有效地改善碳化物的分布状况。但镦粗、拔长次数多容易使两端开裂。对于纵向镦粗、拔长的工艺见图1所示。进行反复镦粗、拔长多次，最后按锻件图的要求成型。横向锻造法此方法也就是变向的镦拔。其中(包括十字、双十字镦拔)横向十字镦粗拔长是将锻坯顺着轴线方向镦粗后，再沿着轴线的垂直方向进行十字形的反复镦拔的一种锻造方法。横向镦粗拔长工艺见图2所示。，此法的优点是锻坯中心部分金属流动不大，反复镦粗拔长多次中心不易开裂，能较好地改善碳化物分布状况。在锻造过程中，应注意锻件的流线方向，原来的坯料中心，已转变为锻坯的横截面。为了保证锻坯反复镦粗拔长多次，仍使材料轴线方向不乱不错，在锻造过程中，需经常保持锻坯成扁方形。纵向(顺向)镦拔虽能有效地改善碳化物分布状况，但锻件中心较易开裂，而横向锻造虽不易使锻件开裂，但对改善碳化物分布的效果较差。

为此，模具高铬钢Cr12MoV毛坯锻件采用综合锻造法，将每一火次中包括纵向镦拔和横向镦拔(一或十字)综合在一起的锻造方法，此法保留了横向十字镦拔坯料中心不容易开裂和纵向镦拔能改善碳化物分布的优点。广泛地应用于模具零件的锻造。

3)模具高铬钢Cr12MoV毛坯锻件的退火

Crl2MoV锻件锻造结束后，由于锻件的终锻温度比较高，或者随后的冷却不均匀，使其得到粗大的不均匀组织，并可能产生极大的内应力，使材料的力学性能变坏。同时，也降低了冷加工性能(如切削加工性、冲压性等)。因此，对锻件要进行退火处理。使其组织细化，消除内应力，从而改善切削加工性能。各种模具的锻件，应有一定的退火工艺规范，以达到所要求的硬度和金相组织。按照锻件钢种的不同。

本工艺方法的注意事项：

1、根据锻件的重量选用适当吨位的锻锤。

2、参照计算的模具高铬钢Cr12MoV毛坯锻件下料尺寸，用冷锯切割对模具高铬钢Cr12MoV毛坯锻件的坯料要下料.

3、锻造前要对锤头和锤砧适当预热，防止因冷锤头和锤砧吸热造成坯料内外温差过大。

4、锻造开始时，首先要轻打，去掉坯料上的氧化皮，再按工艺要求锻造。料要放正，以免使坯料打跑伤人。

5、镦粗时要先进行倒角，然后再镦粗。并要经常翻转180℃，发现弯曲应及时校直，防止折叠。

6、拔长时每锤的进给量不宜过大，以32～38mm为好。因进给量过大，使锤击力相应提高，容易使坯料中心部位温度升高而产生开裂。如发现边角出现裂纹，应及时剔除。防止裂纹扩展。另外，拔长时一般不超过坯料长度的三倍为宜。

7、锻件一般应尽量避免冲孔，若必需冲孔时，每次冲孔只能冲锻件的一面。因锻件接触砧面的一面温度较低，如翻转冲孔容易引起裂纹。一般是先冲一面(不冲透)后，重新加热再冲通另一面。扩孔时应严格掌握孔内边缘温度，如发现呈黑色要立即终止扩孔，防止产生裂纹。·

8、对Crl2MoV类工具钢，由于存在大量的碳化物，锻造加热时热应力比较显著，由于共晶温度较低，加热时最容易产生过烧现象。所以，加热时应缓慢加热，防止急剧加热。并要严格控制上限温度，如发现过烧或过热时，应在炉内降温后再进行加热。

9、对于导热率低，塑性差的Crl2MoV类模具材料，在加热时应先在810～890℃温度内进行预热。预热时间以直径1～1.6min/mm，预热后再转入高温炉加热。高温加热的时间以直径0.8～0.9min/mm。加热时在炉内要经常翻转，使整个坯料加热均匀并烧透。

10、在选择原材料时，要根据模具的不同要求，分别考虑碳化物的偏析等级，并且采用合适的锻造工艺改善碳化物的分布状况，一般每镦拔三次可提高1.5级。

11、锻造成型后的锻件，最好在500～660℃的保温炉中进行保温，使其缓慢冷却。也可以放在石灰箱或干砂内进行缓慢冷却，防止急冷产生内应力或裂纹。

附图说明

图1是模具高铬钢Cr12MoV纵向镦粗拔长工艺图，图2模具高铬钢Cr12MoV横向镦粗拔长工艺图。

具体实施方式

实施例1：

1、模具高铬钢Cr12MoV毛坯锻件下料尺寸计算

1)计算锻件坯料体积V_p：

V_p＝KV_d，

2)计算圆棒料直径D_j：

D_{j} = \sqrt[3]{0.637 V_{p}}

3)圆棒下料的直径D_x:

D_x≥D_j

4)计算下料长度L_x:

L_{x} = 1.274 \frac{V_{p}}{D_{l}^{2}}

锻造工艺为综合锻造法，退火工艺为以20℃/min的速度均匀加热到860-880度，保温3-3.5小时，炉冷到725-735度后保温3-5小时；炉冷到500度下后空冷。

Claims

1.一种模具高铬钢Cr12MoV毛坯的新型锻造方法，其特征在于包括以下步骤：

计算模具高铬钢毛坯锻件下料尺寸；

确定模具高铬钢毛坯锻件锻造工艺过程，

所述计算模具高铬钢Cr12MoV毛坯锻件下料尺寸包括锻件坯料体积、圆棒料直径、圆棒下料的直径及下料长度的确定，所述模具高铬钢Cr12MoV毛坯锻件锻造工艺过程包括在锻造过程中所掌握的不同材料的始锻温度、终锻温度、锻造方法和锻件的退火处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述始锻温度为1080，终端温度为850。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于退火工艺为以20℃/min的速度均匀加热到860-880度，保温3-3.5小时，炉冷到725-735度后保温3-5小时；炉冷到500度下后空冷。

4.根据权利要求1所述的方法，开始锻造温度为1050-1100℃，终锻温度为850-900℃。