冷作DC53模具钢材用途及特性介绍

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冷作DC53模具钢材用途及特性介绍

DC53模具钢材是日本大同特殊钢对SKD11进行改良的新型冷作模具钢，其技术规范载于日本工业标准（JIS）G4404。它克服了SKD11高温回火硬度和韧性不足的弱点，将在通用及精密模具领域全面取代SKD11的高强韧性通用冷作模具钢。
在热处理适当的情况下强度 韧性都很优秀，高温回火硬度可达到62~63HRC。
DC53模具钢材的韧性在冷作模具钢中较为突出，用DC53制造的工具很少出现裂纹和开裂，大大提高了使用寿命。
线切割加工后的残余应力，经高温回火减少了残余应力。因此，大型模具和要求精密之模具在线切割加工后的裂纹和变形得到抑制。
实用特性:
在线切割加工上之优点
DC53模具钢材用途
1.冲栽模具、冷作成型模具、冷拉模具
2.成型轧辊、冲头
精密冲压模 。
线切割加工的精密冲裁模及各种用途冲压模 。
难加工材料的塑性变形用工具 。
冷锻、深拉和搓丝用模 。
高速冲裁冲头、不锈钢板冲头 。
出厂状态:HB255
DC53模具钢材化学成分
碳 C ：1.00  
硅 Si：0.91
锰 Mn：0.32
铬 Cr：8.00
钼 Mo：2.00
钒 V：0.28
磷 p：0.007
DC53模具钢材基本性能
DC53常规热处理条件下，残余奥氏体几乎全部分解，一般可省略深冷处理，在较强硬度下仍可保持较高的韧性。
实验设计一
DC53经1040℃ 淬火和520～530℃高温回火后，硬度HRC可达62～63，是目前常用的冷作模具钢中最高的，且切削性、磨削性较好，电加工变质层残余应力小，残余奥氏体极少，碳化物细小并分布均匀。
因模具受力情况较复杂，有些模具工作零件需具备一些特殊的力学性能，若按标准的热处理工艺往往无法达到理想的工作性能要求，需通过热处理对硬度、韧性和耐磨性等基本特性作适当调整，以达到模具最佳工作状态．淬火温度和回火温度则是热处理的主要工艺参数，本文着重研究DC53的回火特性。
实验设计二
实验中，对DC53热处理规范略作一些变化，适当调整了淬火温度，回火温度取6档，即100℃ ，200℃ ，300℃ ，400℃ ，500℃ ，600℃。100℃回火选用101-2型干燥箱进行加热，其余采用SX-25-12型箱式电阻炉加热，每个回火温度取两个试样。
硬度测试选用金属洛氏硬度试验，在常温下进行，采用HBRVU-187.5型布洛维光学硬度计。
冲击试验采用10mm×10mm×55mm无缺口试样，在JB30B冲击试验机上进行，冲击能量为0.3 KN.m或0.15 KN.m。
结果分析
⒈硬度值
对每个试样各取3个不同位置点测硬度，得出各回火温度下的硬度值，综合各试样的硬度值，DC53在100～500℃回火时，硬度值变化并不大；在400℃中温回火时硬度略高，标准热处理回火后的硬度峰值一般在520℃左右；在600℃ 高温回火后，硬度大幅下降，平均HRC硬度值仅为52．4，故回火温度不宜太高。
⒉冲击韧性
回火后，磨去试样表面的氧化脱碳层，测出不同回火温度下各试样的冲击值，综合各试样的冲击值，DC53在200℃回火时，平均冲击值达到60 J/cm2以上．在500℃回火时，冲击韧性较差，表现出一定的高温回火性．600℃以上回火冲击韧性很好，但硬度大为下降，达不到使用要求．
实验结果表明，DC53总体回火稳定性较好，在一定回火温度范围内，硬度和冲击值变化不大；在400～500℃回火时韧性大幅度下降，出现回火脆性现象；在600℃回火时，试样的韧性很高，冲击值达到85 J/cm2，但硬度大幅下降．在生产中，对于一些硬度、耐磨性要求不太高而韧性要求较高的冷作模具可采用高温回火；对硬度要求较高，同时又要具有较高韧性的冷作模具，宜采用200℃左右的低温回火．其他回火温度下的硬度和冲击值可采用合适的计算方法(如插值法、函数逼近等)预测，再用实验验证．淬火态试样中碳化物呈断续细带状分布，200℃回火后碳化物呈均匀分布，且组织内几乎不存在大块状碳化物，故韧性较好．从断口形貌看，200℃回火组织断口的解理台阶远少于淬火态试样，5000倍金相中的断口有一些小而浅的韧窝，显示其有一定的韧性．回火后，残余奥氏体转变较充分，碳化物细小并分布均匀，使韧性增加．
力学性能硬度 ：退火,255～210HB,淬火,≥62HRC
主要特性
(1)被切削性，被研磨性良好。 被切削性，被研磨性皆比SKD11优秀，所以加工工具寿命较长，加工工时数较省。
(2)在热处理上之优点 淬火硬化能比SKD11高，所以可改善真空热处理时硬度不足之缺陷。
(3)在线切割加工上之优点 藉高温回火可减轻残留应力及消除残留沃斯田铁，能防止线切割加工产生龟裂、变形之困扰。
(4)在表面硬化处理上之优点 表面硬化处理后表面硬度比SKD11高，因此可提高模具性能。
(5)在修补焊接作业上之优点 由于预热及后热温度均比SKD11低，所以修补焊接作业较简便。 特点：通用冷作模具钢,高硬度,高韧性DC53模具钢