模具材料的选用及热处理工艺 模具材料的选用应根据模具的服役条件和主要失 效形式, 以保证模具的使用性能和服役寿命, 同时还应
考虑模具的生产工艺及成本。国产内六角螺丝冲头原采用 W6Mo5Cr4V2( 6542)钢,该材料若处理硬度>65HRC, 则常常因韧性不足易折断; 若处理硬度63HRC, 则常 常因抗压强度低易镦粗, 且红硬性也略显不足。
W8Co3N(W8Mo3Cr4VCo3N) 钢是一种国产新型的超 硬高速钢, 在6542钢的基础上, 增加了钴和氮, 使钢的强度、耐磨性、抗回火稳定性和红硬性都有明显提高, 同时又具有一定的韧性, 其性能和成分与SKH55、M42 相当。螺丝模具经淬火回火后硬度相同时, W8Co3N钢的抗弯强度和M42钢处于同一水平; 硬度 在66HRC~ 69HRC时, 两钢种的抗弯强度2bb都在2000~2600MPa; W8Co3N钢冲击韧性略高于M42, 其 下限值与M42的上限值大致相同, 在68~ 69HRC时W8Co3N钢的?k值为15~20J/cm2, 而M42则为10~15J/cm2 。两种钢最佳的二次硬化状态分别为540e (W8Co3N)和520e(M42)。W8Co3N钢抗回火软化 能力明显高于M42钢。因此, 本文选用抗压性、耐磨 性、红硬性及强韧性匹配较好的超硬高速钢W8Co3N 作为试验材料,其主要化学成分见表1, 以6542钢作 为对比, 两种材料热处理工艺为: 1200e ~ 1220e, ( 540~560) e@1h回火3次。处理后W8Co3N钢硬 度为64HRC~ 67HRC, 6542钢硬度为64HRC~ 66HRC。
212 模具材料的显微组织
W8Co3N和6542两种模具材料的碳化物级别分 别为1级和3级, 经试验处理后的晶粒度分别为1015 级和11级, 显微组织见图1( 4%硝酸酒精腐蚀)。由两种模具钢组织均为回火马氏体加碳化物, 碳化物颗粒细小, 无尖角状, 有少量偏析, 相比较而言 6542钢的碳化物偏析较大。213 内六角螺丝冲头的使用寿命 经试验工艺处理后的内六角螺丝冲头在生产现场进行使用寿命考核,被加工材料为304HC, 结果见表2。由表 2可见, 对于M4规格的冲头, 6542钢尚能应用于生产, 大于M4规格的冲头则不能满足生产的需要。而W8Co3N钢可以满足M4~M16规格的性能要求。