高耐磨高韧性粉末工具钢CPM10V,韧性和耐磨性的最佳组合

高耐磨高韧性粉末工具钢CPM10V
粉末钢CPM 10V是美国熔炉斯伯(Crucible)公司,采用粉末冶炼工艺,研发的高钒工具钢,提高钒的含量，使其具备极高耐磨性的同时,仍具优良韧性和机械加工性.自从1978年问世以来,成为举世公认并成为高耐磨产业工具的标准.由于优异的耐磨和良好的韧性,使其成为应用于冷作用途替代硬质合金和高耐磨性材料的首选.特别是工具的韧性无法满足要求时和考虑工具性价比的情况下,更应该选择CPM10V。
粉末工具钢CPM10V具有高质量、高均匀性,超级的尺寸稳定性，优异的磨削性和韧性。
CPM10V的应用：冲压或锻造工具；冲压凸模和凹模；粉末压实工具；冲切和穿孔模；工业刀片和剪切刀；木材加工工具；塑料模具镶嵌件；塑料注射筒衬；磨损部件。
化学成分(%):                        
碳C 2.45%;铬Cr 5.25%;钒V 9.75%;钼Mo 1.3%.
物理性能：
◆弹性模量 : 221X103 MPa
◆密度:     7.418 g/cm3
◆热传导:  
温度°С      W/m- °k
21          20.39
100        21.54
300        24.85
500        26.30
◆热胀系数:                                   
温度°С    mm/mm/°С                    
21-93      10.7X10-6
21-260     11.1X10-6
21-427     11.8X10-6
21-593     12.3X10-6
机械加工和磨削能力:
退火态机加工能力类似于T15(W12MoCr4V5Co5)高速钢,可用高速钢的磨削装备磨削.'SG'型氧化铝磨轮或CBN (立方氮化硼)磨轮对CPM 10V最适用.
热处理:
◆临界温度：840°С
◆锻制 :1095-1150°С,不低于930°С停锻,锻后缓冷.
◆退火: 加热到870°С保持2小时 以≤15°С /小时速度,冷至540°С,然后炉冷或静止空气冷却至室温
退火硬度 BHN 255-277
◆消除应力:
●退火工件 加热到595-700°С保持2小时,炉冷或静止空气冷却至室温.
●硬化工件:加热到比回火温度低15°С,保持2小时炉冷或静止空气冷却至室温.
◆矫直：200-430°С温矫。
◆硬化
●预热:815-845°С均匀化，在真空或气氛状态下热处理,建议1010-1040°С二次预热.
●奥氏体化:1010-1175°С保持30-45分钟.
●淬火 :空淬或至少2bar压力气淬至50°С以下,或者淬入540°С盐浴/油，并空冷至50°С以下.实践中盐浴处理会获得硬化状态下的最大韧性. 在1010-750°С区间真空或气氛淬火其冷却速度亦能获得最佳的热处理效果。
◆回火 :最低540°С 回火二次,每次保持2小时
◆尺寸变化:+0.03%至+0.05%
◆推荐热处理制度：在1120С° 奥氏体化,保温30-45分钟后淬火.550С°回火三次,可获得韧性和耐磨性的最佳组合。
目标硬度HRC60.奥氏体化温度高,能获得高硬度,但韧性稍有降低。较低的奥氏体化温度可得到最高的韧性.
韧性:
根据实际使用的硬度要求，降低淬火温度，可增加韧性。.
热处理硬度
淬火加热温度      1010°С  1040°С  1065°С 1120°С 1150°С 1175°С
最小保温时间(分钟) 60       45      30      20      15      10
淬后硬度HRC        61      63       65      65     64.5    63.5
540°С回火HRC      56       57      60.5    62     63       64

韧性最大,且有效消除应力的最佳热处理工艺
550°С回火HRC      54       56      58.5    60     62       63         
565°С回火HRC      52       54      56.5    58     60       61      
595°С回火HRC      49       51      52      54     55       56
620°С回火HRC      44       45      46      48     50       51
650°С回火HRC      40       41      43      46     47       48
最少回火次数       2         2       2       2      3        3
结果可因硬化方法和截面尺寸不同而改变,盐浴或油淬硬度最高,真空或大气冷却可能低1-2HRC.

CPM10V的回火曲线图
表面处理:
CPM10V由于它回火温度>540℃,适合氮化,PVD涂层及类似表面的处理.CVD涂层温度超过临界温度,结果难以预测.
CPM系列粉末工具钢耐磨性和韧性对比