60Si2Mn(A)中碳合金弹簧钢应用指南

　　

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　　60Si2Mn(A)中碳合金弹簧钢应用指南

　　

　　60Si2Mn(A)钢中碳合金弹簧钢,该钢具有屈服强度、疲劳极限高，淬透性较大，塑性优良，钢材价格低廉，以及热处理工艺操作简单的优点。是各种冲剪工具、挤压模、冷镦模的基本材料。

　　

　　(1)模具钢的特性：

　　

　　中碳合金弹簧钢,是标准件冷镦冲头的基本钢号。该钢具有屈服强度、疲劳极限高，淬透性较大，塑性优良，钢材价格低廉，以及热处理工艺操作简单的优点。该钢具有明显的脱碳倾向，对耐磨性能、疲劳抗力均有明显损害。还有过热敏感性，易出现淬火裂纹。

　　

　　该钢用做模具主要零件时必须进行球化退火，以提高模具钢的使用寿命。但该钢用于制造弹簧时不需要经过球化退火。

　　

　　若采用快速球化工艺热处理取代传统球化退火工艺后，可以使球化组织更均匀、球化率提高，提高产品质量，使生产周期缩短一半。采用低碳马氏高温淬火，有利于延长冷作模具的使用寿命。

　　

　　可以通过提高奥氏体化温度，使该钢的Ms点升高，获得更多的低碳马氏体组织，提高模具的强韧性，有较高的断裂韧性、冲击韧性和优良的耐磨性。淬火、回火后模具硬度为58HRC，金相组织为片状回火马氏休+残余奥氏体，产生显微裂纹的敏感性较高，因此韧性较低，在使用过程中易断裂。

　　

　　等温淬火工艺比普通淬火所获得的硬度仅相差1HRC，而抗弯强度和韧性却会有很大提高。

　　

　　该钢模具的加工工艺过程如下：下料→锻造→球化热处理→加工成型→淬火、回火。

　　

　　(2)化学成分:

　　

　　（质量分数，%）C0.56~0.64、Si1.50~2.00、Mn0.60~0.90、P≤0.035、S≤0.035、Cr≤0.035

　　

　　、Ni≤0.35、Cu≤0.25。

　　

　　(3)参考对应钢号:

　　

　　我国GB标准钢号60Si2Mn(A)、美国ASTM标准钢号H2600、日本JIS标准钢号SUP6/SUP7、德国DIN标准钢号60SiCr7、英国BS标准钢号251H60、法国NF标准钢号61SC7、国际标准化组织ISO标准钢号61SiCr7。

　　

　　(4)临界点温度:（近似值）Ac1=755（735）℃,Ac3=810℃,Ar3=770℃,Ar1=700℃,Ms=305℃。

　　

　　(5)热工工规范:始锻温度1100℃，终锻温度850℃。

　　

　　(6)冷压毛坯软化处理规范:温度740~760℃，保温时间4~6h,再以5~10℃/h的冷速，降温到≤600℃，出炉空冷。

　　

　　处理前硬度≤255HBS，软化后硬度≤217HBS。

　　

　　(7)普通淬火、回火规范:淬火温度870℃±10℃,油冷却；回火温度480℃±10℃。

　　

　　(8)等温淬火、回火规范:温度870℃±10℃,保温温度870℃±10℃,油冷却；回火温度480℃±10℃。

　　

　　(9)佳热处理规范:预备热处理：870℃油冷淬火→790℃加热保温25nin→急冷680℃保温40min→炉冷到500℃出炉空冷。

　　

　　终热处理工艺：淬火温度870℃，等温温度250℃，等温时间20min。

　　

　　(10)典型应用举例：

　　

　　1.该钢冷镦螺帽冲模的高温淬火后，920~950℃淬火并回火后，使用寿命比正常温度淬火的模具提高了2倍左右。

　　

　　2.某自卸车非标准垫片冷冲模主要零件要求有高硬度、高强度、良好的抗冲击性和较好的韧性，一般采用Cr制造。但该钢价高，供货和热处理有难度，只好改用T10A钢制造冷冲模。但由于T10A钢韧性、脆性大，每副模具冲垫片1000件左右就损坏，后采用该钢制作冷冲模主要零件，进行淬火、回火，使模具寿命大大延长。

　　

　　3.该钢可用于内外六角螺栓成型冷镦冲头、硬质合金凹模预应力套(48~52HRC)、中厚钢板穿孔冲头等。

　　

　　4.采用该钢制作内六角螺栓成型冷镦冲头，寿命超过Cr12、9CrSi、GCr15、Cr6WV、3Cr2W8V钢渗碳、W6M5Cr4V2等钢种，达0.5万~0.7万次。

　　

　　5．多用于小型企业冷冲模及冷镦凸模、螺母冷镦模、冲孔模制造等场合。

　　

　　6．是各种冲剪工具、挤压模、冷镦模的基本材料。

　　

　　7．该钢按传统热处理工艺球化退火、淬火、回火后，其使用寿命可冲垫片0.5万~0.6万件，而采用快速球化工艺和等温淬火的模具可冲垫片1.2万件以上，寿命提高了一倍。

　　

　　8．对该钢采用球化退火工艺，冷冲模使用寿命可提高1倍。

　　

　　9．采用快速球化工艺进行870℃奥氏体化、250℃等温淬火后，较传统热处理工艺的模具寿命可提高一倍。

　　

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