该钢因碳的中限为0.65%,故取名65Nb,按合金工具钢标准钢号为65Cr4W3-Mo2VNb,但一般习惯用65Nb.
65Nb钢化学成分及相变点,
65Nb钢化学成分见下图。该钢中合金元素Cr,W,Mn,V的含量取自淬火态的W6Mo5Cr4V2高速钢的基体成分,合金元素在模具钢中的作用与高速钢中相似。加入的合金元素Nb与钢中的碳生成高稳定性的Nbc,使淬火后基体的碳量降低,显著提高钢的韧性,Nb还改善了钢的工艺性能。
65Nb钢相变点为:Ac1810-830℃,Ar1720-740℃,Ms220℃
工艺性能:65Nb锻造工艺如图:
该钢锻造性能良好,但应缓慢加热保证烧透。对锻胚尤其是大规格胚料,应进行该锻并反复镦拔。对于带刃口的模具,如切边模,经反复镦拔后基本上克服了刃口剥落现象,寿命比仅拔长的模具高出4-5倍,这说明锻造工艺对模具钢的寿命有显著影响。
退火:退火工艺如下图,加Nb的基体钢容易退火软化,按图示工艺退火后硬度为217HBS.如将等温时间由6h延长到9h,则硬度可以进一步降低到187HBS.这就为模具自身冷挤压成形提供了有利条件,因此对65Nb钢模具可以采用冷挤压成形,这是65Nb钢的最大优点。
淬火:适合淬火温度范围是1080-1180℃。淬火加热时间应保证碳化物充分溶解并均匀化,同时不使晶粒长大。在盐浴炉中加热系数以15-20s/mm为宜。冷却方式根据模具形状和对变形的要求,可采用油冷、油淬-空冷和分级淬火。
回火:回火温度范围为520-560℃,一般采用二次回火。
下图为65Nb钢推荐热处理工艺规范
此表列出的是热处理工艺与力学性能关系的综合性数据,由表中可以看出:随淬火温度升高,挠度降低;强度开始上升,超过1160℃后逐渐下降,最大抗弯强度出现在520-540℃二次硬化峰值出;冲击韧度随淬火温度升高而下降,随回火温度的变化规律正好与硬度的变化规律相反,在二次硬化峰值处,ak值处于低谷。
应用范围:65Nb钢锻造及退火工艺性能良好,热处理温度范围宽,淬火加热可在1080-1180℃,回火温度可在520-600℃之间选择。通过调整热处理参数,可以得到强度、韧性和耐磨性的不同配合,适应多种模具的性能要求。
65Nb钢制作冷挤压模、冷镦模不宜开裂,制作形状复杂的有色金属冷挤压模,单位挤压力为2500MPa左右的黑色金属冷挤压模,以及轴承、标准件行业的冷镦模,使用寿命较现用的Cr12MoV等模具钢及高速钢模具成倍提高。65Nb对于单位挤压力超过2500MPa的黑色金属冷挤压模具及要求高耐磨的模具,其抗压屈服强度和耐磨性则均显不足。