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9SiCr

9SiCr钢是低合金刃具用钢,但也常常制作冷作模具零件,效果很好。它比铬钢(Cr2或9Cr2)有更高的淬透性和淬硬性并且有较高的回火稳定性。适合分级淬火或等温淬火。该钢最早引自前苏联的9XC,过去曾称作9CrSi钢。成分和性能与9XC完全一样。在我国已有很长的应用历史。外国同类钢号仅有德国的90CrSi5瑞典的2092和SR1855,DF-1。其他国家未见有相似钢号。该钢可作多种形状复杂,变形要求小的冷作模具零件。

交货状态:热轧、冷轧。一般退火状态交货。

交货规格:热轧2.5~50MM(板),冷轧1.5~2.5MM(带)

德国 DIN 标准材料编号 1.2067、德国DIN 标准牌号 100Cr6、中国 GB 标准牌号9SiCr、英国 BS 标准牌号 BL3、法国 AFN0R 标准牌号 Y100C6、西班牙 UNE 标准牌号100Cr6、美国 AISI/SAE 标准牌号 L3、俄罗斯 r0CT 标准牌号 9XC、瑞典 SS 标准牌号2092。

高碳合金工具钢,韧性较好,具有较好的回火稳定性,热处理时变形小。该钢中碳化物分布均匀,不易析出碳化物网,并易于正火消除,通过正火可以消除网状以及粗片碳化物组织。但是抗压强度和耐磨性不足,加工性较差。该钢的表面残余含碳量为0.6%—0.7%的脱碳层时,由于碳化物的减少使得表面层的过热敏感性增大。经正常加热淬火以后表面硬度仍可以达到60—62HRC,但其抗弯强度却下降40%—50%。表面层晶粒度达到7级,心部为10级。

该钢锻造性能良好,由于易脱碳,需要在中性气氛或者保护气氛炉中加热。施以锻热调质处理,可以获得细密的回火索氏体组织,简化工艺,省时节电,既有良好的切削加工性能,又有理想的余热处理组织。

该钢受热软化温度为320℃,淬透性比铬钢好,油淬淬硬性深度40—50mm。该钢零保温淬火韧化工艺,可以消除搓丝=板因常规淬火加热氧化脱碳造成的早期失效,不均匀奥氏体修或可以细化马氏体,搓火后得到隐晶马氏体或者细针状马氏体,这种组织强韧性好。

9SiCr量具刃具用钢,是常用的低合金工具钢,具有较高的淬透性和淬硬性,以及较高的回火稳定性。

二 更多运用举例:

1 该钢用作冲制料厚≥3mm的冲裁模具中形状复杂的凸模 凹模 镶块,做凸模时建议硬度58—62HRC,做凹模是建议60—64HRC。

2批量软料中厚板冲裁模常用9SiCr等钢。

3 用于滚丝模好,经超细化预处理后,服役期寿命提高一倍,

4 该钢制M50×2搓丝板采用锻热调质预处理索氏体组织与淬火马氏体比较接近,加之“薄壳淬火”,寿命提高2—3倍。

5 载荷轻或者小批量生产用冷镦模

6 该钢用于较精密复杂的模具。

7 该钢用于下料模,冲头,压花模。

8 用于高强度的冷作模具钢。

9 用于铝件冷挤压模,做凸模时建议硬度为60—62HRC。

10 齿轮冲模,剪刀以及冷轧锟。

11 是各种冲剪工具精压膜,冷镦模的基本材料。

12 适用用耐磨性高切削不剧烈且变形小刀具,如板牙 丝锥 钻头 铰刀 齿轮铣刀 拉刀等。

13 经深冷处理的凸模, 其使用寿命从常规热处理的0.5万件提高到1.5万件。

14 该钢可用于顶出杆等。

15 主要用于制造尺寸较大、形状较复杂和精度较高的塑料模。

16 9SiCr钢20mm×60mm×1050mm剪刀片, 经等温淬火+回火后, 硬度57 ~60HRC, 通过冷校直以及夹具夹紧回火, 可使弯曲变形量控制在≤0.35mm

9SiCr合金工具钢可用于制造形状复杂、变形小、耐磨性高、低速切削的工具,如钻头、螺纹工具、铰刀、板牙、丝锥、搓丝板和滚丝轮等。(塑料模具钢时,可用于顶出杆,制造尺寸加大,形状复杂和精度要求高的塑料膜。

●化学成份:

碳 C :0.85~0.95

硅 Si:1.20~1.60

锰 Mn:0.30~0.60

硫 S :≤0.030

磷 P :≤0.030

铬 Cr:0.95~1.25

镍 Ni:允许残余含量≤0.25

铜 Cu:允许残余含量≤0.30

●力学性能:

硬度 :退火,241~197HB,压痕直径3.9~4.3mm;187~229HB(制造螺纹工具用);淬火,≥62HRC

●热处理规范及金相组织:

热处理规范:试样淬火820~860℃,油冷。

●交货状态:钢材以退火状态交货。

●临界点温度 (近似值)

Ac1 =770°C 、 Ar1 =730℃、 Accm =870°C。

●热加工规范

需在中性气氛或保护气氛炉中加热, 预热温度第一次 700 ~80O°C, 保温时间 1. 0 ~1.5h, 第二次850~900°C, 保温时间2min/mm, 保温后以≤100℃的加热速度升温至1100~1150℃, 保温时间 1.0~1.5min/mn。在加热过程中应勤翻动坯料, 均匀受热,充分透烧。开锻温度 1050~1100°C, 反复进行双十字变向镦拨锻造, 锻后合金碳化物等级≤2级。

● 锻热调质处理规范

900℃高温余热油淬, 接着进行 700~720°C高温回火,硬度达 200~220HBW, 可代替锻后球化等温退火。

●正火规范

正火温度 900 ~920°C. 保温时间: 盐浴炉 25 ~30s/mm, 空冷炉 70 ~90s/mm, 空冷, 硬度 321~415HBW。

●成批等温球化退火规范

790 ~810°C ×2 ~3h, 炉冷, 700 ~720°C ×3 ~4h, 硬度≤229HBW, 珠光体组织2~5 级, 网状碳化物等级≤2 级。

●球化退火规范

790 ~810℃×2 ~4h, 炉泠, 700 ~720℃×3 ~4h, 以.≤30°C/h的冷却速度, 缓慢炉冷到500~600℃, 出炉空冷, 硬度 179 ~241HBW。

●冷压毛坯普通软化规范

软化温度(820±10)℃, 保温 3 -4h, 再以15℃/h的冷却速度冷至≤650℃, 出炉空冷。

●冷压毛坯等温球化软化规范

(820±10)°C ×3 ~4h, (720±10)℃×6-8h, 再缓冷至≤600℃, 出炉空泠。

处理前硬度≤241HBW, 处理后硬度≤217HBW。

●调质处理规范

淬火温度 880~890°c, 油冷, 回火温度 680~700°C, 硬度 197 ~229HBW。

●油韧处理规范

将钢补充加热到 330°C 以后, 再以≤30℃/h的冷却速度降温到 630℃, 出炉油泠.

硬度 93 ~94HRB, 不破断扭转角 345°, 以提高钢的韧性。

●普通淬火、回火规范

1) 淬火温度830 ~860°C , 油冷, 硬度 62 ~64HRC, 回火温度 150 ~200°C, 硬度61~63HRC。 '

2) 淬火温度随850 ~870℃ , 油冷, 硬度62 -65HRC, 回火温度140 ~160, 硬度 62 ~65HRC。

3) 淬火温度850 ~870°C , 油冷, 硬度62 -65HRC, 回火温度160 ~ 180°C, 硬度61-63HRC。

4) 预热温度 450 ~500°C , 淬火温度 870 ~880°C , 油冷, 回火温度 180 ~200°C , 保温2h, 硬度 59 ~62HRC。

●等温淬火规范

淬火温度 850 ~ 860°C, 等温温度 240 ~260°C, 硝盐冷却介质 (质量分数):NaN0250% +KN0250%, 冷至室温, 清洗后进行校直, 迸行 300 ~320°C ×1.5 ~2h 回火(夹具夹紧回火)。

●零保温淬火、回火规范

预热温度 450 ~500°C , 奥氏体化温度 870 ~ 880℃ , 不保温, 冷却介质温度180 ~190°C . 在硝盐浴中冷却数分钟, 回火温度 240 ~260℃, 回火时间 2h。

● 深冷处理规范

淬火温度 870°C, 200°C ×1h 回火, 再迸行深冷处理: -196°C ×10h。

9SiCr钢的临界温度示于表2-11-2,密度为7.80t/m3;矫顽力Hc为 795.8A/m;饱和磁感Bs为1.78~1.82T。

表2-11-2 9SiCr钢的临界温度

临界点

Ac1

Acm

Ar1

温度(近似值)/℃

770

870

730

钢材牌号 圆钢

9SiCr国产合金工具钢材 ∮45

9SiCr国产合金工具钢材 ∮50

9SiCr国产合金工具钢材 ∮55

9SiCr国产合金工具钢材 ∮60

9SiCr国产合金工具钢材 ∮65

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