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40cr模具钢的特点、应用及技术
来源: | 作者:东启特钢 | 发布时间: 2021-01-26 | 1107 次浏览 | 分享到:
40cr模具钢的特点、应用及技术
  40cr模具钢的特点、应用及技术
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  40Cr模具钢是机械制造业中应用最广泛的钢之一。经调质处理后,具有良好的综合力学性能、良好的低温冲击韧性和较低的缺口敏感性。钢的淬透性好,水淬可达ф 28 ~ 60 mm,油淬可达ф 15 ~ 40 mm。该钢除调质处理外,还适用于氰化和高频淬火处理。接下来,我们将介绍40cr模具钢的特点、用途和工艺。
  
  特点
  
  中碳调质钢、冷镦模具钢。该钢价格适中,易于加工,经过适当的热处理后,可以获得一定的韧性、塑性和耐磨性。正火可以促进组织细化,接近平衡状态,提高毛坯的切削性能。550~570℃回火综合力学性能最好。该钢的淬透性高于45钢,适用于高频淬火、火焰淬火等表面硬化处理。
  
  应用
  
  该钢经调质处理后,用于制造承受中等载荷、中速工作的机械零件,如汽车转向节、后半轴,机床上的齿轮、轴、蜗杆、花键轴、中心套等;
  
  中温淬火回火后,用于制造承受高负荷、冲击和中速的零件,如齿轮、主轴、油泵转子、滑块、轴环等
  
  经低温淬火回火后,用于制造25mm、锭子、轴、套环等重载、低冲击、低磨损零件。;
  
  经调质和高频表面淬火后,用于制造表面硬度高、耐磨性好、无大冲击的零件,如齿轮、套筒、轴、主轴、曲轴、芯轴、销、连杆、螺钉、螺母、进气门等。
  
  此外,这种钢还适用于制造各种经碳氮共渗处理的传动件,如大直径、低温韧性好的齿轮、轴等。
  
  [供应状态和硬度]
  
  退火状态,硬度≤207HBW。
  
  40cr轴零件
  
  轴类零件是机械中经常遇到的典型零件之一。主要用于支撑传动部件,传递扭矩,承受载荷。轴类零件是旋转零件,长度大于直径,一般由同心轴的外圆柱面、锥面、内孔、螺纹和相应端面组成。根据结构形状的不同,轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。
  
  轴的长径比小于5,称为短轴,长径比大于20,称为细长轴,大部分轴介于两者之间。
  
  轴由轴承支撑,与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准,一般要求其精度和表面质量。其技术要求一般是根据轴的主要功能和工作条件制定的,通常包括以下几项:
  
  (1)尺寸精度。
  
  为了确定轴的位置,轴承轴颈通常需要很高的尺寸精度(IT5~IT7)。一般装配传动件的轴颈尺寸精度较低(IT6~IT9)。
  
  (2).几何形状精度
  
  轴类零件的几何精度主要指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度和圆柱度。一般来说,公差应限于尺寸公差。对于精度要求较高的内外圆面,应在图纸上标注允许偏差。
  
  (3).相互位置精度
  
  轴类零件的位置精度要求主要由轴在机械中的位置和作用决定。一般要保证装配好的传动件的轴颈与轴承轴颈的同轴度,否则传动件(齿轮等)的传动精度。)会受到影响,产生噪音。对于普通精密轴,配合轴段到轴承轴颈的径向跳动一般为0.01~0.03mm,对于高精度轴(如主轴),一般为0.001 ~ 0.005 mm。
  
  (4).表面粗糙
  
  一般与传动部件配合的轴径表面粗糙度为Ra 2.5 ~ 0.63微米,与轴承配合的轴承轴径表面粗糙度为Ra 0.63 ~ 0.16 μ m
  
  淬火过程
  
  40Cr 850℃淬火,油冷;220℃回火,水冷,油冷,风冷。40Cr表面淬火硬度为52-60HRC,火焰淬火硬度可达48-55HRC。
  
  氮化处理
  
  40Cr属于渗氮钢,其元素有利于渗氮。渗氮后,40Cr可以获得较高的表面硬度。调质后,40Cr硬度可达72~78HRA,芯部硬度可达43~55HRC。
  
  氮化工件的工艺路线:锻造-退火-粗加工-淬火回火-精加工-消除应力-粗磨-氮化-精磨或磨削。由于氮化物层薄而脆,要求具有高强度的芯部结构,因此需要进行淬火和回火热处理,以获得回火索氏体,提高芯部的机械性能和氮化物层的质量。
  
  焊接
  
  40Cr焊接前注意预热,防止因基体散热造成焊缝内部淬火裂纹。最好是焊后调质前再正火。
  
  40Cr的可焊性:
  
  结晶时易偏析,对结晶裂纹(热裂纹的一种)敏感,焊接时弧坑凹部和焊缝易开裂。含碳量高,在快速冷却过程中容易获得对冷裂纹敏感的硬化组织(马氏体组织)。过热区冷却速率高时,容易形成硬脆的高碳马氏体,使过热区变脆。
  
  焊接工艺要点:
  
  1.焊接通常在退火(正火)条件下进行。
  
  2.焊接方法不受限制
  
  3.预热温度可以用较大的线能量适当提高。预热温度和夹层温度一般可控制在250 ~ 300℃之间。
  
  4.焊接材料应保证熔敷金属的成分与母材基本相同,如J107-Cr
  
  5.焊接后应及时进行调质热处理。如果难以及时进行调质处理,可进行一段时间高于预热温度的中间退火或保温,以消除扩散氢,软化组织。对于结构复杂、焊缝多的产品,可以在焊接一定数量的焊缝后进行中间退火。
  
  生铁屑保护的摆动回火规范
  
  (670±10)℃×2h,随炉升温,(710±10)℃×2h,随炉降温,
  
  (670±10)℃×2h,(710±10)℃×2h,然后随炉冷却。
  
  (670±10)℃×2h,随炉升温,(710±10)℃×2h,随炉降温,
  
  一共三个循环,然后冷却到550℃,出料,空冷。处理后硬度为153HBS。
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