V4
| 化學(xué)成分 |
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| 特性應(yīng)用 | V4特別適用于那些因粘著磨損或崩角引起失效的場合，即： |
V4簡介
⑴工具鋼的關(guān)鍵參數(shù)
★模具性能方面
?依據(jù)不同的應(yīng)用選擇正確的硬度?高耐磨性?高韌性
通常，高耐磨性的模具的韌性都較低，反之亦然。然而，在許多情況下使模具有很好的性能，工具鋼必須同時(shí)具備高耐磨性和高韌性。ASSAB V4是經(jīng)粉末冶金煉鋼工藝生產(chǎn)的高性能冷作模具鋼，它有極好的耐磨性和高韌性的良好組合。
★模具制作方面
?機(jī)械加工性?熱處理?熱處理時(shí)尺寸穩(wěn)定性?表面處理
高合金工具鋼通常比低合金鋼更難加工和熱處理。因此高合金工具鋼模具的制作費(fèi)用也較高。 V4的合金成份十分均衡，并且由粉末冶金煉鋼技術(shù)煉制而成，因此具有與AISID2鋼種相似的機(jī)械加工性能和熱處理工序。 V4最大的優(yōu)點(diǎn)是淬硬與回火時(shí)的尺寸穩(wěn)定性比目前所有已知曉的高性能冷作工具鋼都好。這也意味著: V4非常適用于CVD涂層處理。
⑵ V4的特性：
V4是一種鉻-鉬-釩合金鋼，其具有以下特性：
?高耐磨性?高抗壓強(qiáng)度?良好的整體淬透性?良好的韌性?淬火、回火后優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性?良好的抗回火軟化性
精沖加工，尤其被加工材料較厚時(shí)，對模具的耐磨性和韌性要求很高。用此種V4鋼模具精沖5毫米厚板材料，可獲得很好的效果。
V4的應(yīng)用
V4特別適用于那些因粘著磨損或崩角引起失效的場合，即：
?被加工材料軟而粘，如奧氏體不銹鋼、低碳鋼、銅、鋁等?被加工材料較厚，例如：沖切及成型；精沖；冷擠壓；粉末壓制；刀具；拉深等。
ASSAB V4的物理性能
淬火及回火至60HRC
| 溫度(℃) | 20 | 200 | 400 |
| 密度(Kg/m3) | 7600 | --- | --- |
| 彈性系數(shù)(N/mm2) | 200000 | 185000 | 170000 |
| 熱膨脹系數(shù)(/℃從20℃起） | --- | 10.8×10-6 | 11.9×10-6 |
| 熱傳導(dǎo)系數(shù)(W/m℃) | 26 | 27 | 28.5 |
| 比熱(J/Kg℃) | 460 | --- | --- |
ASSAB V4的沖擊韌性
下圖是ASSAB V4經(jīng)不同溫度回火后，在室溫下的沖擊韌性值。樣品尺寸：7×10×55毫米，無缺口樣品。淬硬溫度：1020℃空冷，回火兩次。
V4的熱處理
⑴軟化退火
在保護(hù)氣氛中加熱至900℃均熱后，于爐中以每小時(shí)10℃的速度，冷卻至650℃，然后空冷。
⑵消除應(yīng)力
鋼材經(jīng)過粗加工后，欲消除加工殘留應(yīng)力，則須將鋼材加熱至650℃，均熱兩小時(shí)，再于爐中緩冷至500℃，然后放于空氣中冷卻。
⑶硬化（淬硬）處理
預(yù)熱溫度：600-700℃
奧氏體化溫度：980-1100℃，常用溫度為1020℃。厚度>70毫米的模具，應(yīng)選用1060℃，保持時(shí)間：30分鐘。
注意：保持時(shí)間=當(dāng)鋼材中心點(diǎn)達(dá)到奧氏體化溫度后，再需要保持的時(shí)間。保持時(shí)間少于30分鐘將引致硬度下降。
在硬化過程中，須保護(hù)模具以避免氧化及脫碳。
⑷淬冷介質(zhì)
?在真空爐中，以高速及足夠正壓的氣體冷卻?在500-550℃的鹽浴爐或流動粒子爐中，分級淬火，然后在空氣中冷卻。
注意1：當(dāng)鋼材溫度降至50-70℃時(shí)，必須馬上進(jìn)行回火。
注意2：為了要使模具獲得適應(yīng)的性能，在可接受的變形范圍內(nèi)，冷卻速率越快越好。
注意3：當(dāng)模具壁厚超過70毫米時(shí)，應(yīng)在分級淬火后再用高速氣體冷卻。
⑸回火
參照下面的回火曲線圖，不同的硬度應(yīng)選擇不同的回火溫度。模具應(yīng)進(jìn)行兩次回火，而每次回火后都必須冷卻至室溫。最低回火溫度是180℃，保持時(shí)間至少兩小時(shí)。為避免模具韌性降低，不應(yīng)在470-520℃之間進(jìn)行回火。
⑹深冷處理
模具若需獲得穩(wěn)定的尺寸，可依下列方法作深冷處理：
淬冷后立即深冷至-70至-80℃之間，保持1~3小時(shí)，然后進(jìn)行回火。深冷處理會使硬度提高約1HRC。形狀復(fù)雜的模具不應(yīng)深冷，以避免模具破裂。
⑺氮化處理
氮化處理可形成高硬度的表面硬化層，其具有很好的耐磨性和抗侵蝕性。
V4通常以525℃左右高溫回火，所以氮化溫度不應(yīng)超過500-525℃，因此最好采用離子氮化方式進(jìn)行氮化處理。
V4氮化后的表面硬度約為1250HV0.2kg,氮化層深度應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用而決定。
V4的研磨
正確的研磨技術(shù)可避免形成研磨裂痕更能改進(jìn)模具的壽命。切記經(jīng)低溫回火的模具對研磨引致失效更加敏感。應(yīng)使用經(jīng)過削銳，磨粒粘結(jié)松軟的砂輪。同時(shí)采用低的圓周線速度和使用足夠的冷卻也可降低因研磨造成破壞的機(jī)會。具有“冷切”性能的砂輪效果應(yīng)更佳。盡可能選用氮化硼（CBN）砂輪。
V4的電火花加工——EDM
如果鋼材在硬化及回火后需進(jìn)行EDM加工，應(yīng)采用“幼電加工”，即：低電流，高頻率。為提高摸具性能，經(jīng)電火花加工后的表面應(yīng)進(jìn)行研磨或拋光去除表面白層，然后以比原先回火溫度低25℃的溫度再回火一次。
當(dāng)大型尺寸或形狀復(fù)雜的ASSAB V4進(jìn)行電火花加工前，應(yīng)選用500℃以上的高溫回火溫度。
