Cr12MoV模塊精密鑄造技術基礎研究.pdf

1、模具鋼是制造模具的主要材料，在現(xiàn)代工業(yè)中得到廣泛應用。根據(jù)工作條件的不同，模具鋼又可分為使金屬在冷態(tài)下成形的冷作模具鋼及在熱態(tài)下成形的熱作模具鋼。Cr12MoV鋼是現(xiàn)在應用最廣泛的一款冷作模具鋼，其淬透性好，熱處理變形小，回火后硬度可達HRC58，適合制作承受重負荷、生產(chǎn)批量大、形狀復雜的冷作模具。由于Cr12MoV鋼鑄態(tài)中有嚴重的網(wǎng)狀共晶碳化物割裂了基體材料，因此制造冷作模具的工藝十分復雜，需要對原材料進行復雜的改鍛和熱處理改善材料性

2、能，然后機加工成所需要的具體形狀，這些都會消耗大量的能源和時間，同時造成貴重金屬原料的浪費。因此隨著研究的深入，希望直接開發(fā)出新的“以鑄代鍛”工藝，取消鍛造，直接鑄成模具或模坯，節(jié)約能源，減少金屬損耗，縮短生產(chǎn)周期，節(jié)省制造成本。 本文主要研究了硅鐵稀土變質處理對Cr12MoV鋼的影響。用消失模鑄造Cr12MoV鋼鑄塊時，添加不同含量的硅鐵稀土合金，觀察其金相組織形態(tài)和硬度值以及沖擊韌性的變化。試驗結果表明：硅鐵稀土作為變質劑可

3、以明顯提高Cr12MoV鋼性能。鑄態(tài)下原有的網(wǎng)狀共晶碳化物基本實現(xiàn)斷網(wǎng)，碳化物分布更加均勻。熱處理過程中碳化物形態(tài)和分布的改善，發(fā)生明顯的斷網(wǎng)，塊狀、粒狀碳化物增多，且分布均勻。稀土添加量在0.4％以下時，材料金相組織和硬度值以及元素偏析隨著稀土含量增加而迅速改善，稀土添加量高于0.4％時，材料的這些性能隨稀土增加變化不明顯。硅鐵稀土合金的變質處理可以使Cr12MoV鑄鋼內共晶碳化物完全斷網(wǎng)，硬度值達到HRC60，沖擊韌性達到12 J/

4、c㎡，基本可以實現(xiàn)替代部分鍛件。硅鐵稀土合金的添加對Cr12MoV鋼線收縮率基本沒有影響。 考察Cr12MoV鋼的鑄造成型的工藝，用華鑄CAE模擬材料鋼的鑄造充型凝固過程。發(fā)現(xiàn)在所選用的模塊中受鑄件形狀和材料性能的約束，鑄件中的縮松很難完全消除。比較不同位置和大小的澆冒口形狀，總結出能獲得最優(yōu)的鑄造結果的澆冒口尺寸為110×85×80mm，放置在固定面根部位置，這能使鑄件縮孔的尺寸和數(shù)量保持在最小。澆注溫度的提高對充型過程的影響