案例分析通过改进热处理工艺提高Cr12MoV和Cr12钢制冷拉深模具寿命

Cr12钢是一种应用十分广泛的冷作模具钢，属于高碳高铬型莱氏体钢，在目前市售的冷作模具钢中Cr12类钢至少占1/3的份额。Cr12钢由于有良好的耐磨性和热处理畸变小，多用于制造受冲击负荷较小的要求耐磨的冷冲模及冲头、拉丝模、压印模、搓丝板、冷拉深模具及螺纹模等模具。
Cr12MoV钢与Cr12钢属于同一类的高碳高铬莱氏体钢。和Cr12相比，Cr12MoV钢碳含量低，且加入适量Mo和V，碳化物不均匀度有所改善。Cr12MoV钢具有高的淬透性，淬火时，体积变化小，又有高的耐磨性和良好的综合力学性能，所以可以应用于制造截面大、形状复杂、经受较大冲击力的各种模具，例如，形状复杂的冲孔凹模、冲模、硅钢片落料模、切边模、滚边模、拉丝模、钢板冷拉深模具、搓丝板等。
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案例一：Cr12MoV钢制冷拉深模具通过离子渗氮提高模具使用寿命
冷拉深模具离子渗氮前进行常规淬火回火处理，转精加工成品，最终进行离子渗氮处理。
离子渗氮在LD-60型炉中进行。通入氨分解气，气压保持在5~8×l02Pa，电压为500~600V，电流密度为1mA/m2，500℃×5h渗氮。渗氮层总深度为0.12mm，化合物层深为15μm，硬度为1200HV。
Cr12MoV钢制冷拉深模具经离子渗氮后，使用寿命由原常规处理的0.2万件，提高到5万件。

案例二：Cr12MoV钢制牙膏管冷拉深模具通过氧硫氮共渗提高模具使用寿命
牙膏管冷拉深模具采用Cr12MoV钢制造。采用常规热处理，模具寿命只有几千件；经真空热处理后，模具使用1万件就发生磨损失效；采用离子渗氮后，平均使用1.8万件，个别达3万件；而采用氧硫氮共渗后，平均寿命3.5万件，个别达6万件。氧硫氮共渗工艺简介如下：
⑴、共渗介质：采用S02、N2、H2三元共渗。流量由L2B型转子流量计测控，温度由FU-2型铠装热电偶测量。更多资讯，尽在东莞弘超模具钢材专业网站www.hongchao-dg.cn。
⑵、热处理工艺：
①、淬火回火工艺。1020℃淬油，560℃×2h×2次回火。硬度为51~53HRC。
②、离子氧硫氮共渗工艺。渗剂成分（质量分数）为SO21.29%+N215% +H2。共渗工艺为560℃x2h。表层硬度为1000~1200HV。

案例三：Cr12钢制造的冷拉深模具经渗铬淬火复合处理提高模具使用寿命
渗铬可以提高模具的耐磨性、耐蚀性、抗氧化性和耐热疲劳性，可提高模具使用寿命1-3倍。
⑴、渗剂配方：美国D．A．L法固体粉末渗铬渗剂配方（质量分数）为60%铬铁粉（65%铬，0.1%碳，余为铁）+0.2%氯化铵+39.8%无釉陶土。国内固体粉末渗铬的渗剂配方（质量分数）为50%铬粉（Cr≥98%，粒度0.154~0.071mm）+ 48%氧化铝(经1100℃焙烧，粒度0.104~0.071mm)+2%氯化铵。氧化铝为稀释剂，防粘结，氯化氨为催渗剂。真空粉末渗铬剂配方（质量分数）为30%铬铁粉+70%氧化铝。
⑵、固体渗铬工艺：1050~1100℃×6~12h，渗后渗层厚度为0.02~0.08mmo
真空粉末渗铬时，渗铬剂与工件一同装炉后抽真空。真空度达13.3~133Pa时，关闭机械泵。密封升温至950~1100℃，炉内压力一般保持在9.8×104Pa左右，保温5~10h。渗层厚度为0.01~0.03mm。
⑶、模具渗铬后的热处理：模具渗铬后，须经淬火回火处理。其工艺可按常规工艺进行：980℃加热淬油，180~200℃回火。表面渗层硬度为1560HV，基体硬度为63~65HRC。
⑷、渗铬后的组织及其应用效果：渗铬层组织为铬的碳化物(Cr、Fe)7C3和含铬的铁素体，次层为贫碳层。渗铬模具一般的变形规律为内孔收缩，外径胀大，变形量约20~50μm。经上述渗铬淬火复合处理后的拉深模，在拉深1mm厚08F钢板时，一次可拉深900件以上；而原来常规处理（未渗铬）的模具，只拉深200~300件。

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