Thép công cụ làm việc nguội 7Cr7Mo3V2Si (LD)

1. Tổng quan và Ưu điểm chính

Thép công cụ 7Cr7Mo3V2Si, thường được gọi là thép LD, là thép công cụ gia công nguội hiệu suất cao được thiết kế cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe. Các đặc điểm chính của nó là độ bền cao kết hợp với độ dẻo dai tuyệt vời và phản ứng tốt với các quy trình xử lý nhiệt tiêu chuẩn.

So với các loại thép công cụ thông thường khác, chẳng hạn như Cr12 các loại thép tốc độ cao như W6Mo5Cr4V2, 7Cr7Mo3V2Si mang lại những cải tiến đáng kể về độ bền, độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn. Hiệu suất chống mài mòn được cải thiện này chủ yếu là do sự hình thành các cacbua loại MC phân tán mịn trong cấu trúc vi mô của thép sau khi xử lý nhiệt thích hợp. Trong khi khả năng chống mài mòn của nó đáp ứng hoặc vượt quá Cr12Mo1V1, 7Cr7Mo3V2Si có độ dẻo dai và khả năng chống mềm ở nhiệt độ cao (khả năng chống tôi) tốt hơn đáng kể so với thép dòng Cr12 thông thường.

Về mặt sản xuất, loại này thể hiện khả năng gia công nóng và lạnh tốt. Quan trọng là nó cho thấy độ biến dạng tối thiểu trong quá trình xử lý nhiệt, đảm bảo độ ổn định về kích thước cho các dụng cụ phức tạp.

2.  Ứng dụng thép công cụ 7Cr7Mo3V2Si

Các đặc tính của 7Cr7Mo3V2Si làm cho nó rất phù hợp cho dụng cụ gia công nguội phải chịu được ứng suất vận hành đáng kể, bao gồm áp suất và va đập. Các ứng dụng điển hình bao gồm:

• Dụng cụ đột dập nguội: Đục và khuôn, bao gồm cả khuôn cắt bu lông và khuôn đột lỗ.
• Khuôn đùn lạnh phức hợp: Chẳng hạn như khuôn dùng để sản xuất khung đỡ xe đạp hoặc các bộ phận tương tự.
• Khuôn dập và đột nguội: Ví dụ bao gồm dụng cụ cho lò xo ô tô hoặc cán tấm thép silicon.
• Khuôn cán ren: Dành riêng để sản xuất bu lông có độ bền cao.
• Các dụng cụ tạo hình nguội khác: Bao gồm khuôn rèn nguội, khuôn ép và khuôn uốn.

Loại thép này đã chứng minh được độ tin cậy của nó trong nhiều lĩnh vực, bao gồm hàng không vũ trụ, ô tô, sản xuất ổ trục và sản xuất phần cứng nói chung.

3. Thép dụng cụ 7Cr7Mo3V2Si Thành phần hóa học

• Cacbon (C): 0,70 – 0,80
• Silic (Si):70 – 1,20
• Mangan (Mn):≤ 0,50
• Phốt pho (P):≤ 0,030
• Lưu huỳnh (S):≤ 0,030
• Crom (Cr):50 – 7,50
• Molipđen (Mo):00 – 3.00
• Vanadi (V):70 – 2,20

4.  Thông số kỹ thuật thép công cụ 7Cr7Mo3V2Si

4.1 Xử lý nhiệt Các tham số

• Nhiệt độ quan trọng: Ac1: 856°C, Ac3: 915°C, Ar1: 720°C, Ms: 105°C.
• Rèn: Bắt đầu rèn ở nhiệt độ từ 1100-1150°C. Không rèn dưới 850°C. Đảm bảo làm nguội chậm sau khi rèn (dưới 700°C).
• Ủ: Đun nóng đến 840-860°C và giữ trong 3-4 giờ. Làm nguội lò ở tốc độ 5-10°C mỗi giờ xuống 600°C hoặc thấp hơn, sau đó làm nguội bằng không khí. Độ cứng ủ mục tiêu là ≤187 HBW.
• Làm nguội: Austenit hóa ở nhiệt độ 1100-1160°C. Làm nguội trong dầu.
• Làm nguội: Nhiệt độ từ 500 °C đến 650 °C, dựa trên độ cứng yêu cầu. Độ cứng kết quả điển hình nằm trong khoảng từ 45 đến 60 HRC.

4.2 Tối ưu hóa tính chất thông qua xử lý nhiệt

Các tính chất cuối cùng có thể được điều chỉnh thông qua các lựa chọn xử lý nhiệt cụ thể:

• Cho sức mạnh cao Và Độ bền: Sử dụng nhiệt độ làm nguội gần mức thấp nhất của phạm vi (khoảng 1100°C), sau đó là quá trình tôi ở khoảng 550°C.
• Để có khả năng chống mài mòn cao (đặc biệt là khi va chạm): Sử dụng nhiệt độ làm nguội gần mức cao nhất (khoảng 1150°C) sau đó là nhiệt luyện ở khoảng 560°C.

4.3 Xử lý nâng cao để tăng cường hiệu suất

Đối với các ứng dụng quan trọng, hãy cân nhắc các bước bổ sung sau:

• Phương pháp điều trị đông lạnh: Đông lạnh sâu ở nhiệt độ -196°C trong 1 giờ, áp dụng sau khi tôi và trước khi ram, đôi khi có thể kéo dài tuổi thọ của dụng cụ, đặc biệt là trong khuôn đùn nguội bằng thép không gỉ.
• Xử lý bề mặt: Các quy trình như thấm nitơ (thực hiện ở nhiệt độ khoảng 550°C sau khi tôi và ram) đã chứng minh được khả năng cải thiện đáng kể tuổi thọ cho các bộ phận như máy đột tốc độ cao cho ống nhôm.

5. Hiệu suất đã được chứng minh

Kết quả thực địa xác nhận những ưu điểm của 7Cr7Mo3V2Si. Ví dụ bao gồm:

• Khuôn cán cho thấy tuổi thọ gấp đôi Cr12MoV chết và bốn lần 9SiCr chết.
• Máy đùn ép nguội có tuổi thọ cao gấp 6-7 lần so với các phương pháp xử lý nhiệt thông thường khi áp dụng chu trình làm nguội và ram ở nhiệt độ thấp được tối ưu hóa.

6. Lưu ý xử lý quan trọng

Thận trọng trong bước làm nguội. Việc gia nhiệt vượt quá mức tối đa khuyến nghị là 1160°C có thể dẫn đến quá nhiệt, dẫn đến sự phát triển quá mức của hạt, ảnh hưởng tiêu cực đến các đặc tính của thép.

7. Bản tóm tắt

Thép công cụ 7Cr7Mo3V2Si (LD) cung cấp sự kết hợp mạnh mẽ giữa độ bền, độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn, khiến nó phù hợp với nhiều ứng dụng gia công nguội đòi hỏi khắt khe. Các lợi thế về hiệu suất của nó được hiện thực hóa thông qua việc kiểm soát cẩn thận quá trình xử lý nhiệt và gia công. Cấp độ này đại diện cho sự lựa chọn vật liệu đáng tin cậy cho các công cụ phức tạp, trong đó tuổi thọ và hiệu suất dưới áp suất là rất quan trọng.