GCr15_高碳低合金冷作模具钢GCr15_GCr15碳化物超细化处理

GCr15
高碳低合金冷作模具钢
轴承钢专用钢种

GCr15钢是一种轴承钢专用钢种，属高碳低合金冷作模具钢，与碳素工具钢相比，GCr15钢添加了一定量的Cr，因此其淬透性、硬度和耐磨性都比碳素工具钢高，接触疲劳强度也高。GCr15钢在淬火、回火时尺寸变化不大。由于合金元素的加入提高了GCr15钢的淬透性，因而油冷淬火可以代替水冷淬火，淬火应力小，降低了模具变形和开裂的倾向。马氏体在回火时不易分解，分解后的碳化物也不易集聚长大，耐回火性有所上升。GCr15钢制造的工模具低温回火后，具有较高的强韧性和耐磨性，使用寿命可大幅度提高。由于具备这些特点，东莞市弘超模具科技有限公司推荐GCr15钢在模具制造上用于制造拉丝模和冷镦模等模具，高精密冷作模具推荐选用瑞典UDDEHOLM钢厂的CALDIE、SLEIPNER或瑞典一胜百模具钢VIKING。

GCr15钢的化学成分：
钢种牌号 弘超编号 参照标准 化学成分（质量分数，%）
GCr15 HC-GCr15 GB/T18254-2002 C Si Mn Cr P S
   0.95~1.05 0.15~0.35 0.25~0.45 1.40~1.65 ≤0.025 ≤0.025

GCr15钢的临界点：
Ac1≈745℃；AC3≈900℃；Ar1≈700℃；Ar3≈246℃。

GCr15钢的热加工：
钢种牌号 锻造工艺规范
 项目 加热温度/℃ 始锻温度/℃ 终锻温度/℃ 冷却方式
GCr15 钢锭 1150~1200 1100~1150 800~880 先空冷至700℃，然后坑冷
 钢坯 1080~1120 1050~1100 800~850 先空冷至700℃，然后坑冷

GCr15钢的预备热处理：
⑴锻后等温退火：缓慢加热至770~790℃，保温1~2h，炉冷到680~700℃，保温3~4h后炉冷到550℃以下出炉空冷，硬度为187~229HBS。
⑵高温回火：加热温度为600~700℃，保温2~3h，炉冷或空冷，硬度为187~229HBS，高温回火的目的是用于消除淬火前切削加工应力。
⑶正火：加热温度为930~950℃，空冷，硬度为302~388HBS，正火的目的是用于细化过热钢的晶粒和消除网状碳化物。
⑷调质处理：淬火温度为840~860℃，油冷；回火温度为660~680℃，炉冷或空冷，硬度为197~217HBS。

GCr15钢的淬火及回火：
⑴淬火：加热温度为830~850℃，油冷；硬度为62~65HRC。
⑵回火：加热温度为150~190℃，硬度为58~62HRC。
回火温度与硬度关系：
回火温度/℃ 未回火 200 300 400 500 550 600 650
硬度HRC 62 61 56 49 40 36 31 28
注：830℃油淬，回火2h。
⑶等温淬火：加热温度为830~850℃，240~300℃等温淬火。回火温度为180~200℃，硬度为58~62HRC。
⑷GCr15钢的碳化物超细化处理：
固溶温度为1050℃，淬入300~350℃的等温槽中进行等温处理，使之获得下贝氏体组织。回火温度为720℃左右，回火时间为2h，但硬度偏高加工困难。可以改用短时等温球化工艺，720℃加热lh，再升温到780℃保温lh，然后冷却到720℃再保温lh，最后炉冷到500℃出炉。固溶→等温球化后，可以获得超细化的球状碳化物。为了节能省时，模具适于用锻造余热等温淬火工艺代替固溶热处理。

GCr15钢的用途：
GCr15钢一般用于制造拉丝模和冷镦模等冷作模具。冷镦模具也可以选择冷镦模具专用钢LD钢或其它钢种基体钢（比如：65Nb、012Al、CG-2、LM1、LM2、5Cr4MoW2VSi、LD2等），ER5(Cr8MoWV3Si)钢也很适合用于制造冷镦模具，拉丝模可以选择Cr5Mo1V或GM(9Cr6W3MoV2)钢，日本大同DC53也很适合应用于拉丝模具。

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