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热作模具钢p20的性能特点及热处理工艺过程
发布时间:2014年01月29日 作者:苏州恒日盛钢材 点击:214次
热作模具钢P20的性能特点及热处理工艺过程
P20是美国牌号，相当于我国的4Cr5MoSiV1钢，瑞典一胜百的8407，日本大同的DHA1，日本日立的DAC，德国的1.2344，成分决定P20钢具有高的淬透性和抗回火稳定性，经过淬火和高温回火后，具有高的韧性和强度。如果采用科学合理的热处理工艺，可以充分发挥其潜能，获得比较高的高温强度、耐热疲劳性、耐磨性和高的热稳定性，极大地满足模具的性能要求，提高使用寿命。
⒈模具的技术要求
一般小型模具复杂件，硬度要求是46~48HRC，简单件是48~52HRC；中型模具复杂件硬度要求是42~44HRC，简单件是44~46HRC；大型模具复杂件，硬度要求是40~42HRC，简单件是42~46HRC。
⒉P20的热处理工艺过程
淬火工艺路线：清洗(表面清洁)→装炉→抽真空→预热→最后加热→加压气淬→第一次回火→检测硬度→第二次回火→最后回火。
⑴清洗(表面清理) 对于小型模具要放在清洗机内清洗干净并将其表面吹干后装炉；大型模具用干净的抹布将其表面的污物、油渍等清理干净后装炉。
⑵装炉装炉时各模具间要留有空隙，一次装炉量不大于400kg，以保证模具在加热和冷却时能够充分、均匀。
⑶预热关闭炉门后抽真空，并将工艺参数输入微机。当炉内压力降到0.133Pa后，开始送电升温。对于中、大型模具，采用较低的速度升温，一般是500℃/h左右，以减小炉膛与模具间的温差，防止变形和开裂。对于P20钢模具，我们采用分段预热，第一次是560℃，第二次是850℃；预热保温时间是1.5min/mm×有效厚度；有效厚度的计算方法是：最小厚度×(1.2～1.3)。
⑷最后加热和加压气淬
最后加热温度是1030℃，保温时间是30min＋0.4min/mm×有效厚度。加压气淬时炉内气体压力与模具有效厚度的关系见下表
有效厚度 炉内气体压力 有效厚度 炉内气体压力
／mm ／×105Pa ／mm ／×105Pa
<75 2 150—175 3.5
75～100 2.5 175—200 4
100～150 3 200—225 4.5
⑸第一次回火
模具冷却至80℃左右，进行第一次回火，温度是560℃，保温时间是：2h+1min/mm×有效厚度(仪表指示达到回火温度时算起)。回火冷却时炉内气体压力是：1×105～2×105Pa。P20钢经正常温度淬火后，由于二次硬化的作用，在560℃回火可达到硬度峰值。第一次回火后冷至室温检测硬度，第二次回火是决定硬度的回火，温度主要是根据第一次回火后的硬度来确定。
⑹最后一次回火 温度一般是560℃，如果第二次回火后硬度达不到工艺要求，可适当进行调整。
⒊P20的应用实例
下面介绍几例典型的工艺实例，以充分说明我们的工艺设计水平已经完全能满足生产的需要。
⑴摇臂模
材质P20，硬度要求44 48HRC。经过正常的淬火和第一次回火后，第二次回火温度采用592~C，冷却后测定硬度是46—48HRC。
⑵压铸模具
材质P20；硬度要求42 46HRC。经过正常的淬火和第一次回火后，第二次回火温度采用605~C。冷却后测定硬度是44—46HRC。
⑶其它模具，要求调质硬度为31~35HRC。经过正常的淬火和第一次回火后，第二次回火温度采用650℃。冷却后测定硬度是32—34HRC。
由以上实例可以看出，我们对P20钢模具真空热处理第二次回火温度的把握基本准确，现在我们已经很少通过最后一次甚至更多次的回火来调整硬度，避免了反复多次回火造成的能源消耗。
⒋综述
P20钢模具真空热处理工艺参数是：淬火加热温度1030℃。第一次回火温度560℃，第二次回火温度590~670℃，第三次回火温度560℃。
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