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9SiCr合金鋼概述
9SiCr鋼是低合金刃具用鋼，但也常常制作冷作模具零件，效果很好。它比鉻鋼（Cr2或9Cr2）有更高的淬透性和淬硬性并且有較高的回火穩(wěn)定性。適合分級淬火或等溫淬火。該鋼早引自前蘇聯(lián)的9XC，過去曾稱作9CrSi鋼。成分和性能與9XC完全一樣。在我國已有很長的應用歷史。外國同類鋼號僅有德國的90CrSi5瑞典的2092和SR1855，DF-1。其他未見有相似鋼號。該鋼可作多種形狀復雜，變形要求小的冷作模具零件。
9SiCr合金鋼基本信息
材料名稱：合金工具鋼
牌號：9SiCr
標準：GB/T 1299—2000
產(chǎn)地：重慶特鋼、東北特鋼以及寶鋼。
交貨狀態(tài)：熱軋、冷軋。一般退火狀態(tài)交貨。
交貨規(guī)格：熱軋2.5~6.0mm（板），冷軋1.5~2.5mm（帶）
9SiCr合金鋼參考對應牌號
德國 DIN 標準材料編號 1.2067、德國DIN 標準牌號 100Cr6、中國 GB 標準牌號9SiCr、英國 BS 標準牌號 BL3、法國 AFN0R 標準牌號 Y100C6、西班牙 UNE 標準牌號100Cr6、美國 AISI/SAE 標準牌號 L3、俄羅斯 r0CT 標準牌號 9XC、瑞典 SS 標準牌號2092。
9SiCr合金鋼特性及應用
特性
高碳合金工具鋼，韌性較好，具有較好的回火穩(wěn)定性，熱處理時變形小。該鋼中碳化物分布均勻，不易析出碳化物網(wǎng)，并易于正火消除，通過正火可以消除網(wǎng)狀以及粗片碳化物組織。但是抗壓強度和耐磨性不足，加工性較差。該鋼的表面殘余含碳量為0.6%—0.7%的脫碳層時，由于碳化物的減少使得表面層的過熱敏感性增大。經(jīng)正常加熱淬火以后表面硬度仍可以達到60—62HRC，但其抗彎強度卻下降40%—50%。表面層晶粒度達到7級，心部為10級。
該鋼鍛造性能良好，由于易脫碳，需要在中性氣氛或者保護氣氛爐中加熱。施以鍛熱調(diào)質(zhì)處理，可以獲得細密的回火索氏體組織，簡化工藝，省時節(jié)電，既有良好的切削加工性能，又有理想的余熱處理組織。
該鋼受熱軟化溫度為320℃，淬透性比鉻鋼好，油淬淬硬性深度40—50mm。該鋼零保溫淬火韌化工藝，可以消除搓絲=板因常規(guī)淬火加熱氧化脫碳造成的早期失效，不均勻奧氏體修或可以細化馬氏體，搓火后得到隱晶馬氏體或者細針狀馬氏體，這種組織強韌性好。
9SiCr量具刃具用鋼，是常用的低合金工具鋼，具有較高的淬透性和淬硬性，以及較高的回火穩(wěn)定性。
9SiCr合金鋼更多運用舉例：
1 該鋼用作沖制料厚≥3mm的沖裁模具中形狀復雜的凸模 凹模 鑲塊,做凸模時建議硬度58—62HRC，做凹模是建議60—64HRC。
2批量軟料中厚板沖裁模常用9SiCr等鋼。
3 用于滾絲模好，經(jīng)超細化預處理后，服役期壽命提高一倍，
4 該鋼制M50×2搓絲板采用鍛熱調(diào)質(zhì)預處理索氏體組織與淬火馬氏體比較接近，加之“薄殼淬火”，壽命提高2—3倍。
5 載荷輕或者小批量生產(chǎn)用冷鐓模
6 該鋼用于較精密復雜的模具。
7 該鋼用于下料模，沖頭，壓花模。
8 用于高強度的冷作模具鋼。
9 用于鋁件冷擠壓模，做凸模時建議硬度為60—62HRC。
10 齒輪沖模，剪刀以及冷軋錕。
11 是各種沖剪工具精壓膜，冷鐓模的基本材料。
12 適用用耐磨性高切削不劇烈且變形小刀具，如板牙 絲錐 鉆頭 鉸刀 齒輪銑刀 拉刀等。
13 經(jīng)深冷處理的凸模, 其使用壽命從常規(guī)熱處理的0.5萬件提高到1.5萬件。
14 該鋼可用于頂出桿等。
15 主要用于制造尺寸較大、形狀較復雜和精度較高的塑料模。
16 9SiCr鋼20mm×60mm×1050mm剪刀片, 經(jīng)等溫淬火+回火后, 硬度57 ~60HRC, 通過冷校直以及夾具夾緊回火, 可使彎曲變形量控制在≤0.35mm
應用
9SiCr合金工具鋼可用于制造形狀復雜、變形小、耐磨性高、低速切削的工具，如鉆頭、螺紋工具、鉸刀、板牙、絲錐、搓絲板和滾絲輪等。（塑料模具鋼時，可用于頂出桿，制造尺寸家大，形狀復雜和精度要求高的塑料膜。
9SiCr合金鋼化學成分
●化學成份：
碳 C ：0.85～0.95
硅 Si：1.20～1.60
錳 Mn：0.30～0.60
硫 S ：≤0.030
磷 P ：≤0.030
鉻 Cr：0.95～1.25
鎳 Ni：允許殘余含量≤0.25
銅 Cu：允許殘余含量≤0.30
9SiCr合金鋼力學性能
9SiCr力學性能：
硬度 ：退火,241～197HB,壓痕直徑3.9～4.3mm;187～229HB(制造螺紋工具用);淬火,≥62HRC
9SiCr合金鋼熱處理工藝
●熱處理規(guī)范及金相組織：
熱處理規(guī)范：試樣淬火820～860℃,油冷。
●交貨狀態(tài)：鋼材以退火狀態(tài)交貨。
●臨界點溫度 (近似值)
Ac1 =770°C 、 Ar1 =730℃、 Accm =870°C。
●熱加工規(guī)范
需在中性氣氛或保護氣氛爐中加熱, 預熱溫度次 700 ~80O°C, 保溫時間 1. 0 ~1.5h, 第二次850~900°C, 保溫時間2min/mm, 保溫后以≤100℃的加熱速度升溫至1100~1150℃, 保溫時間 1.0~1.5min/mn。在加熱過程中應勤翻動坯料, 均勻受熱,充分透燒。開鍛溫度 1050~1100°C, 反復進行雙十字變向鐓撥鍛造, 鍛后合金碳化物等級≤2級。
● 鍛熱調(diào)質(zhì)處理規(guī)范
900℃高溫余熱油淬, 接著進行 700~720°C高溫回火,硬度達 200~220HBW, 可代替鍛后球化等溫退火。
●正火規(guī)范
正火溫度 900 ~920°C. 保溫時間: 鹽浴爐 25 ~30s/mm, 空冷爐 70 ~90s/mm, 空冷, 硬度 321~415HBW。
●成批等溫球化退火規(guī)范
790 ~810°C ×2 ~3h, 爐冷, 700 ~720°C ×3 ~4h, 硬度≤229HBW, 珠光體組織2~5 級, 網(wǎng)狀碳化物等級≤2 級。
●球化退火規(guī)范
790 ~810℃×2 ~4h, 爐泠, 700 ~720℃×3 ~4h, 以.≤30°C/h的冷卻速度, 緩慢爐冷到500~600℃, 出爐空冷, 硬度 179 ~241HBW。
●冷壓毛坯普通軟化規(guī)范
軟化溫度(820±10)℃, 保溫 3 -4h, 再以15℃/h的冷卻速度冷至≤650℃, 出爐空冷。
●冷壓毛坯等溫球化軟化規(guī)范
(820±10)°C ×3 ~4h, (720±10)℃×6-8h, 再緩冷至≤600℃, 出爐空泠。
處理前硬度≤241HBW, 處理后硬度≤217HBW。
●調(diào)質(zhì)處理規(guī)范
淬火溫度 880~890°c, 油冷, 回火溫度 680~700°C, 硬度 197 ~229HBW。
●油韌處理規(guī)范
將鋼補充加熱到 330°C 以后, 再以≤30℃/h的冷卻速度降溫到 630℃, 出爐油泠.
硬度 93 ~94HRB, 不破斷扭轉角 345°, 以提高鋼的韌性。
●普通淬火、回火規(guī)范
1) 淬火溫度830 ~860°C , 油冷, 硬度 62 ~64HRC, 回火溫度 150 ~200°C, 硬度61~63HRC。 '
2) 淬火溫度隨850 ~870℃ , 油冷, 硬度62 -65HRC, 回火溫度140 ~160, 硬度 62 ~65HRC。
3) 淬火溫度850 ~870°C , 油冷, 硬度62 -65HRC, 回火溫度160 ~ 180°C, 硬度61-63HRC。
4) 預熱溫度 450 ~500°C , 淬火溫度 870 ~880°C , 油冷, 回火溫度 180 ~200°C , 保溫2h, 硬度 59 ~62HRC。
●等溫淬火規(guī)范
淬火溫度 850 ~ 860°C, 等溫溫度 240 ~260°C, 硝鹽冷卻介質(zhì) (質(zhì)量分數(shù)):NaN0250% +KN0250%, 冷至室溫, 清洗后進行校直, 迸行 300 ~320°C ×1.5 ~2h 回火(夾具夾緊回火)。
●零保溫淬火、回火規(guī)范
預熱溫度 450 ~500°C , 奧氏體化溫度 870 ~ 880℃ , 不保溫, 冷卻介質(zhì)溫度180 ~190°C . 在硝鹽浴中冷卻數(shù)分鐘, 回火溫度 240 ~260℃, 回火時間 2h。
● 深冷處理規(guī)范
淬火溫度 870°C, 200°C ×1h 回火, 再迸行深冷處理: -196°C ×10h。[2]
9SiCr物理性能
9SiCr鋼的臨界溫度示于表2-11-2，密度為7.80t/m3；矯頑力Hc為 795.8A/m；飽和磁感Bs為1.78~1.82T。
表2-11-2 9SiCr鋼的臨界溫度
臨界點
Ac1
Acm
Ar1
溫度（近似值）/℃
770
870
730
9SiCr鋼材規(guī)格
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