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9SiCr

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9SiCr鋼低合金刃具用鋼,但也常常製作冷作模具零件,效果很好。它比鉻鋼Cr29Cr2)有更高的淬透性淬硬性並且有較高的回火穩定性。適合分級淬火等温淬火。該鋼最早引自前蘇聯的9XC,過去曾稱作9CrSi鋼。成分和性能與9XC完全一樣。在我國已有很長的應用歷史。外國同類鋼號僅有德國的90CrSi5瑞典的2092和SR1855,DF-1。其他國家未見有相似鋼號。該鋼可作多種形狀複雜,變形要求小的冷作模具零件。
中文名
9SiCr
材料名稱
合金工具鋼
標    準
GB/T 1299—2000
產    地
重鋼、寶鋼等

9SiCr基本信息

交貨狀態:熱軋、冷軋。一般退火狀態交貨。
交貨規格:熱軋2.5~50MM(板),冷軋1.5~2.5MM(帶)

9SiCr參考牌號

德國 DIN 標準材料編號 1.2067、德國DIN 標準牌號 100Cr6、中國 GB 標準牌號9SiCr、英國 BS 標準牌號 BL3、法國 AFN0R 標準牌號 Y100C6、西班牙 UNE 標準牌號100Cr6、美國 AISI/SAE 標準牌號 L3、俄羅斯 r0CT 標準牌號 9XC、瑞典 SS 標準牌號2092。 [1] 

9SiCr物理特性

高碳合金工具鋼,韌性較好,具有較好的回火穩定性,熱處理時變形小。該鋼中碳化物分佈均勻,不易析出碳化物網,並易於正火消除,通過正火可以消除網狀以及粗片碳化物組織。但是抗壓強度和耐磨性不足,加工性較差。該鋼的表面殘餘含碳量為0.6%—0.7%的脱碳層時,由於碳化物的減少使得表面層過熱敏感性增大。經正常加熱淬火以後表面硬度仍可以達到60—62HRC,但其抗彎強度卻下降40%—50%。表面層晶粒度達到7級,心部為10級。
該鋼鍛造性能良好,由於易脱碳,需要在中性氣氛或者保護氣氛爐中加熱。施以鍛熱調質處理,可以獲得細密的回火索氏體組織,簡化工藝,省時節電,既有良好的切削加工性能,又有理想的餘熱處理組織。
模具鋼 模具鋼
該鋼受熱軟化温度為320℃,淬透性鉻鋼好,油淬淬硬性深度40—50mm。該鋼零保温淬火韌化工藝,可以消除搓絲=板因常規淬火加熱氧化脱碳造成的早期失效不均勻奧氏體修或可以細化馬氏體,搓火後得到隱晶馬氏體或者細針狀馬氏體,這種組織強韌性好。
9SiCr量具刃具用鋼,是常用的低合金工具鋼,具有較高的淬透性和淬硬性,以及較高的回火穩定性
二 更多運用舉例:
1 該鋼用作衝制料厚≥3mm的衝裁模具中形狀複雜的凸模 凹模 鑲塊,做凸模時建議硬度58—62HRC,做凹模是建議60—64HRC。
2批量軟料中厚板衝裁模常用9SiCr等鋼。
3 用於滾絲模好,經超細化預處理後,服役期壽命提高一倍,
4 該鋼製M50×2搓絲板採用鍛熱調質預處理索氏體組織與淬火馬氏體比較接近,加之“薄殼淬火”,壽命提高2—3倍。
5 載荷輕或者小批量生產用冷鐓模
6 該鋼用於較精密複雜的模具。
7 該鋼用於下料模,衝頭,壓花模。
8 用於高強度的冷作模具鋼
9 用於鋁件冷擠壓模,做凸模時建議硬度為60—62HRC。
10 齒輪沖模,剪刀以及冷軋錕。
11 是各種衝剪工具精壓膜,冷鐓模的基本材料。
12 適用用耐磨性高切削不劇烈且變形小刀具,如板牙 絲錐 鑽頭 鉸刀 齒輪銑刀 拉刀等。
13 經深冷處理的凸模, 其使用壽命從常規熱處理的0.5萬件提高到1.5萬件。
14 該鋼可用於頂出杆等。
15 主要用於製造尺寸較大、形狀較複雜和精度較高的塑料模
16 9SiCr鋼20mm×60mm×1050mm剪刀片, 經等温淬火+回火後, 硬度57 ~60HRC, 通過冷校直以及夾具夾緊回火, 可使彎曲變形量控制在≤0.35mm

9SiCr產品應用

9SiCr合金工具鋼可用於製造形狀複雜、變形小、耐磨性高、低速切削的工具,如鑽頭、螺紋工具、鉸刀板牙絲錐搓絲板滾絲輪等。(塑料模具鋼時,可用於頂出杆,製造尺寸加大,形狀複雜和精度要求高的塑料膜。

9SiCr化學成分

●化學成份:
碳 C :0.85~0.95
Si:1.20~1.60
錳 Mn:0.30~0.60
硫 S :≤0.030
磷 P :≤0.030
Cr:0.95~1.25
鎳 Ni:允許殘餘含量≤0.25
9SiCr 9SiCr
銅 Cu:允許殘餘含量≤0.30

9SiCr力學性能

9SiCr 9SiCr
硬度 :退火,241~197HB,壓痕直徑3.9~4.3mm;187~229HB(製造螺紋工具用);淬火,≥62HRC

9SiCr熱學工藝

●熱處理規範及金相組織
熱處理規範:試樣淬火820~860℃,油冷。
交貨狀態:鋼材以退火狀態交貨。
臨界點温度 (近似值)
Ac1 =770°C 、 Ar1 =730℃、 Accm =870°C。
●熱加工規範
需在中性氣氛或保護氣氛爐中加熱, 預熱温度第一次 700 ~80O°C, 保温時間 1. 0 ~1.5h, 第二次850~900°C, 保温時間2min/mm, 保温後以≤100℃的加熱速度升温至1100~1150℃, 保温時間 1.0~1.5min/mn。在加熱過程中應勤翻動坯料, 均勻受熱,充分透燒。開鍛温度 1050~1100°C, 反覆進行雙十字變向鐓撥鍛造, 鍛後合金碳化物等級≤2級。
● 鍛熱調質處理規範
900℃高温餘熱油淬, 接着進行 700~720°C高温回火,硬度達 200~220HBW, 可代替鍛後球化等温退火
正火規範
正火温度 900 ~920°C. 保温時間: 鹽浴爐 25 ~30s/mm, 空冷爐 70 ~90s/mm, 空冷, 硬度 321~415HBW。
●成批等温球化退火規範
790 ~810°C ×2 ~3h, 爐冷, 700 ~720°C ×3 ~4h, 硬度≤229HBW, 珠光體組織2~5 級, 網狀碳化物等級≤2 級。
球化退火規範
790 ~810℃×2 ~4h, 爐泠, 700 ~720℃×3 ~4h, 以.≤30°C/h的冷卻速度, 緩慢爐冷到500~600℃, 出爐空冷, 硬度 179 ~241HBW。
冷壓毛坯普通軟化規範
軟化温度(820±10)℃, 保温 3 -4h, 再以15℃/h的冷卻速度冷至≤650℃, 出爐空冷。
●冷壓毛坯等温球化軟化規範
(820±10)°C ×3 ~4h, (720±10)℃×6-8h, 再緩冷至≤600℃, 出爐空泠。
處理前硬度≤241HBW, 處理後硬度≤217HBW。
調質處理規範
淬火温度 880~890°c, 油冷, 回火温度 680~700°C, 硬度 197 ~229HBW。
●油韌處理規範
將鋼補充加熱到 330°C 以後, 再以≤30℃/h的冷卻速度降温到 630℃, 出爐油泠.
硬度 93 ~94HRB, 不破斷扭轉角 345°, 以提高鋼的韌性。
●普通淬火、回火規範
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) 淬火温度隨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) 預熱温度 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。
等温淬火規範
淬火温度 850 ~ 860°C, 等温温度 240 ~260°C, 硝鹽冷卻介質 (質量分數):NaN0250% +KN0250%, 冷至室温, 清洗後進行校直, 迸行 300 ~320°C ×1.5 ~2h 回火(夾具夾緊回火)。
●零保温淬火、回火規範
預熱温度 450 ~500°C , 奧氏體化温度 870 ~ 880℃ , 不保温, 冷卻介質温度180 ~190°C . 在硝鹽浴中冷卻數分鐘, 回火温度 240 ~260℃, 回火時間 2h。
深冷處理規範
淬火温度 870°C, 200°C ×1h 回火, 再迸行深冷處理: -196°C ×10h。

9SiCr物理性能

9SiCr鋼的臨界温度示於表2-11-2,密度為7.80t/m3;矯頑力Hc為 795.8A/m;飽和磁感Bs為1.78~1.82T。
表2-11-2 9SiCr鋼的臨界温度
Ac1
Acm
Ar1
温度(近似值)/℃
770
870
730

9SiCr鋼材規格

9SiCr國產合金工具鋼材 ∮45
9SiCr國產合金工具鋼材 ∮50
9SiCr國產合金工具鋼材 ∮55
9SiCr國產合金工具鋼材 ∮60
9SiCr國產合金工具鋼材 ∮65
參考資料
  • 1.    李書常.《新編工模具鋼660種》:化學工業出版社,2008年:315