HM1钢,在研制时和推广应用初期,原名为35Cr3Mo3W2V,该钢是在对比3Cr3Mo3Co3V钢性能的基础上,研制的具有我国资源特色和十分优异综合性能的新型高强韧热作模具钢。该钢具有良好的冶炼、锻造、热处理及加工性能,有良好的抗回火性能和抗热疲劳性能。
性能及应用
(1)性能:该钢种在化学成分上以钼代钨,使钢的含钨量比较3Cr3W8V大大降低,同时铬和钒的量又适当的提高,有优异的抗热疲劳性能和回火稳定性;在保持高强度、高热稳定性及高冷热疲劳抗力的同时还具有较高韧性,具有良好的冶炼、锻造、热处理及加工性能。但因含钼,热加工时要注意在加热保温时避免严重脱碳。表1-1是HM1与3Cr2W8V钢对比测试的冷热疲劳性能,HM1钢冷热疲劳抗力比3Cr2W8V钢高得多.HM1是新钢种中工艺性能好、使用面广、模具寿命高、具有广阔应用前景的高强韧热模钢.
(2)应用:3Cr3Mo3Co3V钢是综合性能优良的高强韧热模钢,适用作高温、高负荷、急热急冷不冷条件下工作的压力机和轴承环热锻凹模、成形辊锻模,高强度和高热强钢零件的精锻模,铝和铜合金的压铸模,热挤压等模具零件,使用寿命可比3Cr2W8V及5CrNiMoV钢制模具提高1~4倍。如用作轴承套圈毛坯热挤压凸模、凹模,辗压辊及辊锻模均取得显著效果,模具平均寿命达1~2万件,最高3万件以上,经原用3Cr2W8V钢及5CrMnMo等钢种,模具寿命普遍提高2~5倍。
热处理:
1)退火:①球化退火:随炉升温加热到860~880℃,保温2h,降温到720~740℃,等温4~6h,炉冷到500℃以 下出炉空冷,硬度≤255HBW,②快速球化退火:随炉升温加热到840~860℃,保温再加热到1050~1080℃油冷,然后加热到860~920℃,保温2h,炉冷到500℃以下出炉空冷,硬度≤229HBW。 大截面的模具易形成链状碳货物,可在球化退火前,加热到1060℃的用正火处理予以消除。采用②的快速球化退火工艺,也可消除链状碳化物的出现,可获得均匀细小的球化组织,在最终热处理后,可获得高的强韧性能,模具的使用寿命比常规球化退火的高。
2)淬火:3Cr3Mo3Co3V钢在不同温度淬火的硬度、晶粒度如表1-3。在1030~1090℃淬火时,可得到52~55HRC 的硬度,保持11级的细小晶粒。 为减少淬火变形和脱碳倾向,淬火加热应先经550℃、800℃两次预热至透热以减少高温加热时间,冷却可采用油冷,也可采用分级冷却。
3)回火:HM1钢的回火温度的580~630℃,回火应进行两次,每次2h。在640℃回火出现二次硬化峰,硬度最高为54HRC左右,但韧性最差。