GR鋼是我國新研制的熱作模具鋼,具有良好的熱強性。鋼中加入少量Nb是為了增強耐回火性及熱強性。該鋼主要用于加工高溫金屬的熱鍛壓模具,如熱鐓鍛模、熱沖模、熱擠壓模具等。
GR鋼制齒輪高速鍛模鹽浴淬火工藝
(1)退火工藝 850℃×3~4h,爐冷至720~730℃,保溫3~4h爐冷至550℃以下出爐空冷。退火后硬度為170~225HBW。
(2)淬火及回火 GR鋼的淬火溫度帶比較寬,1160~1200℃淬油,硬度≥55HRC。對要求塑性、韌性較高的模具,選用較低的淬火溫度;對要求高溫強度和耐回火性好的模具,則選用較高的淬火溫度。回火溫度一般采用630~600℃或600~580℃2次回火,每次2~3h。形狀復雜的模具應進行3次回火,回火后硬度為50~54HRC。
GR鋼可用于工作溫度在600~700℃的汽車、電動機、冶金、軸承、標準件、自行車、縫紉機行業的熱作模具。用于汽車起動電動機驅動齒輪的高速鍛模壽命為H13鋼的2~3倍;用于純銅熱擠壓模的壽命為3CR2W8V鋼的6倍;用于自行車曲柄滾鍛模的壽命達2000次,為3CR2W8V鋼的3倍。GR鋼也可用于鋼球熱鐓模、氣門熱鍛模、純銅熱擠壓模、曲柄滾鍛模等,使用壽命為3CR2W8V1鋼的2~6倍。
GR鋼制熱擠壓模稀土催滲三元共滲
熱擠壓模先經常規淬火回火,模具加工成后再施以三元共滲處理。熱處理工藝為:850℃×20min+1170℃×10min,210℃分級淬火;560℃×1h+590℃×1h回火,回火后硬度為51~52HRC。
稀土催滲三元的滲劑配比(質量比)為HCONH2:(NH2)2CO:S:RE=82:15:1.5:1.0。排氣時間為30min,甲醇滴量為25d/min;590℃×2h,混合滲擠滴量為28d/min;590℃×1h,混合滲擠滴量為24d/min;出爐油冷。滲層深度為65~67μm,表面硬度為840HV。表層為多孔的硫化物、氧化物及少量的碳氮化合物層;次層為鐵的硫化物層;第三層是硫化物與碳氮化合物的過渡層;第四層是碳氮化合物層;第五層是含氮的馬氏體及基體回火馬氏體層。
GR鋼制擠壓白銅的熱擠壓模,經稀土三元共滲處理,模具使用壽命提高3倍以上。45Ag焊料擠壓模,從原來擠壓600kg增加到2100~2700kg,壽命也提高2.5~3.5倍。