日本析出硬化型热作冲压模具钢的发展动态

    自20世纪60年代后半期汽车生产厂在塑性流动激烈的深孔冲压锻造的粗加工模具上开始使用析出硬化型热作模具钢。对象是因磨耗激烈、热裂易发生大裂纹的模具。
    析出硬化型钢以淬火、回火状态供给使用者，刻模后就原样使用。这种钢在低温回火状态约有40HRC的硬度，具有高的韧性。在500℃以上回火析出硬化，550℃回火最高硬度达到45~48HRC。因此在400~450℃回火状态、硬度约40HRC供给使用者。使用中模具表面升热，表面由于析出硬化变硬提供了耐磨性。分别保持模具表面硬、内部高的韧性。在美国已经采用了这样的使用方法，材料是低C-3%Ni-3%Mo钢。此钢由于镍、钼的金属间化合物而析出硬化，但同时因低碳含量、含有多量的镍，所以韧性极高。可是耐磨性未必有说的那样充分，还是有改善的余地。在这种状况下，日本各公司成功开发出新的析出硬化型热作模具钢，如：日本日立模具钢YHD3、YHD26、YHD28等，日本大同模具钢DH76，日本爱知制钢AUD91、MPH-K，日本山阳特殊钢QXD7，日本三菱制钢HD22A、HD22B等。

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    析出硬化型热作模具钢有镍、钼型与铬、钼型两类。如比较两者，由于添加钒、钴量分别不同，一般Ni-Mo类韧性高，Cr-Mo类高温强度、耐磨性优。可是铬高时淬火硬度增加，降低淬火、回火状态下的被切削性，因此含铬量限制在3%以下。
    析出硬化型热作模具钢在500℃以上氮化处理时，模具整体硬度上升，韧性大大降低，因此一般是不适当的。被加工材厚度塑变激烈，模具表面温度早期容易上升使用的一般批量生产模具特别适用析出硬化型热作模具钢。初期要求高硬度而从模具表面施行强制水冷，极度抑制升温而使用的场合，也即精密锻造模具中不适用析出硬化型热作模具钢，而适用马氏体系钢SKD7等。了解更多相关资讯，敬请关注东莞弘超模具钢材专业网站www.hongchao-dg.cn，海量的模具钢材最新动态资讯，尽在弘超模具钢材网站。
    析出硬化型钢是贝氏体钢，淬透性大。350mm四方形甚至再大断面尺寸，尽管中心部位硬度降低，但不发生铁素体析出等组织变化。因此由于控制不稳定而使模具寿命降低的倾向减少了。析出硬化型热作模具钢的抗回火性或抗蠕变性能示于图1中，图中这样的析出硬化型热作模具钢比在热作冲压模中常用的SKD62钢性能还要好。

    图1 析出硬化型热作模具钢的高温抗拉强度与蠕变性能
    析出硬化型热作模具钢用于重载连杆或曲轴等的粗加工模具，但是随着工艺方法的变化模具的损耗现象也有变化，得不到要求寿命的情况变多。如在锻造速度大的工艺方法中应用析出硬化型钢的场合，存在模具表面未发生析出硬化原样硬度的情况下磨耗报废的情况。对这样的用途开发的3Cr-W-Mo-V-Co钢被普及应用。
    奥野研究了热处理对析出硬化型钢的力学性能和韧性的影响，缓慢冷却(半冷时间90min)的情况比油冷淬火虽然KIc值稍有降低，但交变应力下裂纹进展性小，还有575℃回火KIC值比400℃回火大约减半。因为是在低温回火后使用，所以存在残余应力大的担心，但通过采用缓慢冷却淬火及贝氏体的存在可以将残余应力控制在低的水平。

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