LD模具鋼熱處理工藝|LD模具鋼成分|LD模具鋼性能|LD模具鋼硬度|LD模具鋼價格
7Cr7Mo2V2Si（LD鋼）
7Cr7Mo2V2Si鋼代號為LD鋼，是一種高強韌性、高耐磨性冷作模具鋼，碳含量比65Nb鋼高，合金元素V的含量也較高。
7Cr7Mo2V2Si （LD鋼）因此在保持強韌性的情況下，其抗壓、抗彎強度及耐磨性比65Nb鋼高；碳含量相當于Cr12MoV鋼的一半左右，因此其共晶碳化物比Cr12MoV鋼低得多。Cr是碳化物形成元素，在鋼中主要以Cr23C6型碳化物存在。
LD鋼加熱到1100℃以上，Cr的碳化物大量溶入奧氏體中，提高了鋼的淬透性。Mo也是碳化物形成元素，主要碳化物為（Fe、Mo）6C，其作用與W相似，既可以提高淬透性，強化回火時的二次硬化效果，也能細化晶粒。
同時Mo還能降低共晶碳化物的不均勻度。V是能細化晶粒，強烈引起二次硬化的元素，可提高耐回火性,增加耐磨性。LD鋼加入質(zhì)量分數(shù)1%左右的Si是為了強化基體,提高耐回火性。與Cr12型冷作模具鋼和W6Mo5Cr4V2高速鋼比較，7Cr7Mo2V2Si （LD鋼）具有更高的強度和韌性，而且有較好的耐磨性，適宜制造承受高負荷的冷擠、冷鐓、冷沖等模具。
（1）LD鋼化學(xué)成分
LD模具鋼化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)） （%）
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C |
Cr |
Mo |
V |
Si |
Mn |
P |
S |
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0.70～0.80 |
6.70～7.50 |
2.00～2.50 |
1.70～2.20 |
0.70～1.20 |
≤0.50 |
≤0.020 |
≤0.010 |
（2）LD鋼臨界點
LD模具鋼臨界點
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臨界點 |
Ac1 |
Ac3 |
Ar1 |
Ar3 |
Ms |
|
溫度（近似值）/℃ |
856 |
915 |
720 |
806 |
105 |
（3）熱加工
LD鋼鍛造性能好，宜緩慢加熱保證燒透，加熱溫度不宜過高，應(yīng)嚴格控制在1150℃以下，否則容易鍛裂，鍛后宜緩冷。模具鍛造時應(yīng)反復(fù)鐓拔3次，以保證碳化物完全破碎，并獲得均勻分布的碳化物，為以后的熱處理創(chuàng)造條件，并有利于模具使用壽命的提高。
LD模具鋼鍛造工藝規(guī)范
|
加熱溫度/℃ |
始鍛溫度/℃ |
終鍛溫度/℃ |
冷卻方式 |
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1120～1130 |
1080～1120 |
≥850 |
緩冷（坑冷或砂冷） |
（4）LD鋼預(yù)備熱處理
1）鍛后一般退火：加熱溫度為840～860℃，保溫2～3h，爐冷至550℃以下出爐空冷，硬度≤220HBW。
2）鍛后等溫球化退火：加熱溫度為840～860℃，保溫2～3h；爐冷至700～720℃，保溫4～6h，爐冷至550℃以下出爐空冷。退火后硬度≤220HBW，組織為鐵素體基體上均勻分布著球狀碳化物。
（5）LD鋼淬火及回火
1）淬火：淬火溫度為1100～1150℃，油冷或空冷。淬火后約有34%（體積分數(shù)）的殘留奧氏體，所以淬火后變形小。LD鋼淬火溫度與硬度、晶粒度、殘留奧氏體量的關(guān)系。
LD模具鋼淬火溫度與硬度、晶粒度、殘留奧氏體量的關(guān)系
|
淬火溫度/℃ |
1050 |
1100 |
1150 |
1210 |
|
硬度HRC |
57 |
60 |
61 |
60 |
|
晶粒度/級 |
11～12 |
10～11 |
9～10 |
7～8 |
|
殘留奧氏體量 （體積分數(shù)，%） |
14 |
33 |
35 |
34 |
2）回火：為使奧氏體充分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，必須進行高溫回火，回火溫度一般選擇530～540℃為宜，回火次數(shù)2～3次，每次回火時間1～2h，回火硬度為58～62HRC。
LD模具鋼不同溫度淬、回火后的硬度變化
|
回火溫度/℃
硬 度
HRC
淬 火 |
400
|
490 |
510 |
530 |
550 |
570 |
590 |
610 |
|
1100℃油淬 |
58.6 |
62.1 |
62.2 |
62.3 |
61.1 |
59.7 |
58.3 |
56.8 |
|
1150℃油淬 |
60.3 |
62.2 |
62.9 |
63.1 |
62.1 |
60.7 |
58.5 |
58.2 |
3）推薦工藝：1150℃淬火，550℃回火3次，強韌性綜合指標最佳。
4）低淬低回。
生產(chǎn)實踐證明：有時為了提高模具的韌性，也可采取“低淬低回”的工藝，淬火溫度為1050～1080℃，回火溫度為180～220℃，回火2次，硬度為58～60HRC。
適當降低淬火溫度，加熱過程中讓足夠的碳和合金元素溶入奧氏體，淬火后獲得高硬度馬氏體組織的少量的殘留奧氏體，降低了熱應(yīng)力。采用低溫回火，旨在消除淬火應(yīng)力，并使其盡量保持淬火狀態(tài)的尺寸，減少熱處理變形。此工藝特點是模具可獲得高的硬度和耐磨性，適于制造既能在較大壓力下工作，又能承受一定的沖擊載荷、形狀復(fù)雜的冷鐓沖頭。
（6）LD鋼的力學(xué)性能
1）LD鋼與其他萊氏體鋼的性能對比
LD模具鋼幾種萊氏體鋼的性能對比
|
鋼種 |
抗彎強度σbb
/MPa |
抗壓強度σbc
/MPa |
沖擊韌度αk
/(J/cm2) |
撓度f/mm |
硬度HRC |
|
LD |
2550～3020 |
5080～5590 |
94～123 |
12～6 |
61 |
|
W18Cr4V |
3156～3254 |
2166～2969 |
24 |
— |
＞63 |
|
W6Mo5Cr4V2 |
2740 |
4500 |
21 |
— |
61 |
|
Cr12 |
2260 |
2950 |
19 |
3～4 |
61 |
2）LD鋼模具與Cr12MoV鋼模具的使用壽命對比
LD鋼與Cr12MoV鋼模具的使用壽命對比
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鋼種 |
熱處理工藝 |
硬度HRC |
金相組織 |
平均壽命 |
失效形式 |
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Cr12MoV |
1040℃加熱油淬，240℃回火2次，每次4h |
57～60 |
回火馬氏體+體積分數(shù)為10%未溶碳化物+殘留奧氏體 |
2000～2500件 |
崩刃、開裂 |
|
LD |
1100℃加熱油淬，600℃回火1h+550℃回火1h |
58～59 |
回火馬氏體+體積分數(shù)為3%未溶碳化物+殘留奧氏體 |
30000件 |
磨損、疲勞裂紋 |
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