냉간 금형강 | 9Mn2V | GB/T 1299

9Mn2V 공구강 열처리 및 특성

9Mn2V는 오일 담금질 냉간 금형강으로 가는 가장 저렴한 방법입니다: 망간과 바나듐이 크롬이 담당하는 경화능을 담당하며, O2 공구강, 이 강종은 내마모성보다 변형이 더 중요한 작업에 구매됩니다. 정밀 게이지, 샘플 및 소형 블랭킹 및 냉간 성형 금형에 지정되며, 플라스틱 금형 부품에도 사용됩니다. 이 페이지는 GB/T 1299 조성, 임계점, 단조 및 어닐링 방법, 경화 및 템퍼링 범위를 한 장에 정리하고, 이 강종에 대해 현장에서 실행하는 파인 블랭킹 사이클을 포함합니다.

냉간 가공 계열에서 9Mn2V의 위치

9Mn2V는 AISI O2 및 독일 90MnV8에 해당하는 중국 강종입니다. 크롬과 니켈을 포함하지 않아 오일 담금질 계열의 저비용 끝단에 위치하며, 약 0.9% 탄소에 경화능을 위한 망간과 결정립을 미세하게 유지하기 위한 바나듐을 함유합니다. 단점은 크기와 온도입니다. 오일 담금질 임계 직경은 약 30 mm에 불과하여 소형 단면에서는 완전 경화되지만 대형 블록에서는 그렇지 않으며, 템퍼링 시 연화 저항성이 낮습니다: 250 °C 이상에서는 경도가 빠르게 떨어지며, 이는 이 페이지의 템퍼링 곡선이 전하는 것과 같은 메시지입니다. 금형이 작업 온도에서 경도를 유지해야 하거나 두꺼운 단면을 완전 경화해야 하는 경우에는 크롬 강종이 올바른 계열입니다: D2 내마모성과 어느 정도의 고온 경도를 위해, 5CrNiMo 단면이 크고 공구가 냉간 금형이 아닌 단조 금형일 때.

구성

아래 화학 조성은 해당 강종에 대해 인쇄된 GB/T 1299-2000 사양이며, 비교를 위해 두 번째 행에 AISI 등가를 표시했습니다. 이 범위를 벗어나는 인증서는 제조사가 무엇이라 부르든 이 강종이 아닙니다.

국가	등급	C	Si	Mn	V	P	S	기타
중국(GB)	9Mn2V	0.85-0.95	최대 0.040	1.70-2.00	0.10-0.25	최대 0.030	최대 0.030	—
미국 (AISI)	O2	0.85-0.95	0.20-0.40	1.40-1.80	(0.20)	—	—	Cr 0.35, Mo 0.30

출처, 实用模具材料与热处理速查手册 (王邦杰), 표 4-83, 인쇄 페이지 102, GB/T 1299-2000 기준, 질량 분율 백분율. 출처에서 한 값이 일관성 없게 인쇄되어 있습니다: 9Mn2V의 규소 한도는 0.040 max로 인쇄되어 있으나, 같은 페이지에서 9CrWMn은 0.40 max, AISI O2는 0.20-0.40으로 인쇄되어 있습니다. 이 값은 인쇄된 그대로 게재하며, 일반적으로 이 강종을 구매할 때 적용되는 규소 한도는 0.40 max입니다. 공개된 관행의 참고 요약이며, Aobo Steel 사양이 아닙니다.

임계점

이 온도들은 페이지의 모든 사이클을 결정합니다. Ac1과 Accm은 오스테나이트화 범위를 한정하며, 낮은 마르텐사이트 시작 온도 125 °C는 담금질을 결정하는 숫자입니다: 이 때문에 이 강종은 오일에서 중단하거나 염욕에 단계적으로 담금질할 수 있으며, 한 번에 실온까지 담금질하는 현장에서는 소형 게이지가 변형됩니다. 150-200 °C 템퍼링 창은 Ms 바로 위에 있으므로, 부품이 변태를 마치기 전에 템퍼링되며, 이는 치수를 유지해야 하는 게이지의 일반적인 경로입니다.

임계점	Ac1	Accm	Ar1	Ar3	Ms
온도, 대략, °C	730	760	655	690	125

출처, 实用模具材料与热处理速查手册 (王邦杰), 표 4-84, 인쇄 페이지 102.

단조

아래 단조 범위는 잉곳 및 빌렛용입니다. 마무리는 Ar1 온도 이상으로 유지하고 부품은 바로 서냉으로 들어가야 합니다. 9Mn2V는 공기 중에서 경화되므로 바닥에 방치된 단조 공구는 단면 변화부에서 균열이 발생합니다.

목	가열 온도, °C	초기 단조 온도, °C	최종 단조 온도, °C	냉각
강 괴도	1140-1180	1100-1150	800-850	피트 냉각 또는 뜨거운 모래에서 서냉
강 빌렛	1080-1120	1050-1100	800-850	피트 냉각 또는 뜨거운 모래에서 서냉

출처, 实用模具材料与热处理速查手册 (王邦杰), 표 4-85, 인쇄 페이지 103.

열처리

이 강종의 사이클은 짧습니다. 단조하고, 기계 가공 가능한 229 HBW로 어닐링하고, 황삭 가공하고, 780-820 °C 창에서 오일 담금질한 다음, 150-200 °C 창에서 템퍼링하여 60-62 HRC를 유지합니다. 몇 미크론까지 치수를 유지해야 하는 부품은 일반 담금질 대신 단계적 경로를 따릅니다.

어닐링, 기계 가공 전

계획	공정 파라미터
단조 후 어닐링	750-770 °C로 가열하고 2-8시간 유지; 노 내에서 30 °C/h 이하로 500 °C 미만까지 냉각하고 꺼내어 공랭. 경도 229 HBW max.
단조 후 등온 어닐링	760-780 °C로 가열하고 3시간 유지; 30 °C/h 이하로 680-700 °C까지 냉각하고 4-5시간 유지; 30 °C/h 이하로 500 °C 미만까지 냉각하고 꺼내어 공랭. 경도 229 HBW max.

출처, 实用模具材料与热处理速查手册 (王邦杰), 표 4-86, 인쇄 페이지 103.

경화

담금질 온도, °C	냉각 매체	경도 HRC
780-820	기름	62 최소

출처, 实用模具材料与热处理速查手册 (王邦杰), 표 4-87, 인쇄 페이지 103. 경도 셀은 ≥62로 인쇄되어 있습니다.

담금질

가열 온도, °C	유지 시간, h	냉각	경도 HRC
150-200	2-3	공기	60-62

출처, 实用模具材料与热处理速查手册 (王邦杰), 표 4-88, 인쇄 페이지 103.

템퍼링 온도 대 경도

템퍼링 온도, °C	담금질 직후	100	200	250	250	300	350	400	500	600
경도 HRC	62	61.5	60	58	58	55	52	48	40	32

출처, 实用模具材料与热处理速查手册 (王邦杰), 표 4-89, 인쇄 페이지 103. 출처 주석: 790 °C에서 오일 담금질, 2시간 템퍼링. 출처에서 250 °C를 두 번 인쇄 (10개 경도 값에 10개 온도 셀); 중복은 조용히 대체하지 않고 인쇄된 그대로 재현했습니다.

기계적 성질 및 사용 한계

9Mn2V는 일반 탄소 공구강보다 경화능이 우수하고 변형이 적게 경화되며, 이는 이 강종을 구매하는 이유입니다. 바나듐 함량은 결정립을 미세화하고 과열 민감성을 낮추며, 탄화물은 미세하고 균일하게 분포되어 저합금강으로서 강도와 인성의 조합이 좋습니다. 두 가지 한계가 따릅니다. 첫째는 템퍼링 저항성입니다: 공구가 고온에서 작동하는 곳에는 이 강종을 사용하지 않아야 하며, 200-250 °C는 사용할 템퍼링 범위라기보다 피해야 할 창입니다. 여기에 저온 템퍼 취성이 있기 때문입니다. 둘째는 단면 크기이며, 30 mm 오일 담금질 임계 직경이 이를 명확히 보여줍니다. 금형이 그보다 크거나 사용 중 긴 열 사이클을 겪는 경우에는 더 높은 합금의 냉간 가공 강종이 올바른 선택입니다.

일반적인 적용 사례

이 강종은 정밀 게이지 및 샘플, 일반 탄소 공구강이 견딜 수 없는 소형 펀칭 및 블랭킹 금형, 냉간 프레스 금형, 조각 금형 및 블랭킹 공구, 플라스틱 금형 부품에 사용됩니다. 참고할 만한 현장 예는 9Mn2V로 만든 파인 블랭킹 금형입니다: 600 °C에서 예열, 790 °C에서 오스테나이트화, 180-190 °C로 유지된 질산염 염욕에 담금질, 그런 다음 200 °C에서 2시간 템퍼링. 금형은 치수를 유지한 채 59-61 HRC로 나오며, 해당 작업의 보고된 수명은 950,000개 부품이었습니다. 이 사이클이 게이지나 파인 블랭킹 공구가 마모를 견뎌야 하는 곳보다 직진성을 유지해야 하는 곳에 이 강종이 지정되는 이유입니다.