GCr15钢是一种轴承钢专用钢种,属高碳低合金冷作模具钢,与碳素工具钢相比,GCr15钢添加了一定量的Cr,因此其淬透性、硬度和耐磨性都比碳素工具钢高,接触疲劳强度也高。GCr15钢在淬火、回火时尺寸变化不大。由于合金元素的加入提高了GCr15钢的淬透性,因而油冷淬火可以代替水冷淬火,淬火应力小,降低了模具变形和开裂的倾向。马氏体在回火时不易分解,分解后的碳化物也不易集聚长大,耐回火性有所上升。GCr15钢制造的工模具低温回火后,具有较高的强韧性和耐磨性,使用寿命可大幅度提高。由于具备这些特点,上海隆继集团有限公司推荐GCr15钢在模具制造上用于制造拉丝模和冷镦模等模具,高精密冷作模具推荐选用瑞典UDDEHOLM钢厂的CALDIE、SLEIPNER或瑞典一胜百模具钢VIKING。
GCr15钢的化学成分:钢种牌号隆继编号参照标准化学成分(质量分数,%)GCr15HC-GCr15GB/T-CSiMnCrPS0.95~1..15~0..25~0..40~1.65≤0.≤0.
GCr15钢的临界点:Ac1≈℃;AC3≈℃;Ar1≈℃;Ar3≈℃。
GCr15钢的热加工:钢种牌号锻造工艺规范项目加热温度/℃始锻温度/℃终锻温度/℃冷却方式GCr15钢锭~~800~先空冷至℃,然后坑冷钢坯~11201~~先空冷至℃,然后坑冷
GCr15钢的预备热处理:⑴锻后等温退火:缓慢加热至~℃,保温1~2h,炉冷到~℃,保温3~4h后炉冷到℃以下出炉空冷,硬度为~HBS。⑵高温回火:加热温度为~℃,保温2~3h,炉冷或空冷,硬度为~HBS,高温回火的目的是用于消除淬火前切削加工应力。⑶正火:加热温度为~℃,空冷,硬度为~HBS,正火的目的是用于细化过热钢的晶粒和消除网状碳化物。⑷调质处理:淬火温度为~℃,油冷;回火温度为~℃,炉冷或空冷,硬度为~HBS。
GCr15钢的淬火及回火:⑴淬火:加热温度为~℃,油冷;硬度为62~65HRC。⑵回火:加热温度为~℃,硬度为58~62HRC。回火温度与硬度关系:回火温度/℃未回火400650硬度HRC注:℃油淬,回火2h。⑶等温淬火:加热温度为~℃,~℃等温淬火。回火温度为~℃,硬度为58~62HRC。⑷GCr15钢的碳化物超细化处理:固溶温度为1℃,淬入~℃的等温槽中进行等温处理,使之获得下贝氏体组织。回火温度为℃左右,回火时间为2h,但硬度偏高加工困难。可以改用短时等温球化工艺,℃加热lh,再升温到℃保温lh,然后冷却到℃再保温lh,最后炉冷到℃出炉。固溶→等温球化后,可以获得超细化的球状碳化物。为了节能省时,模具适于用锻造余热等温淬火工艺代替固溶热处理。
GCr15钢的用途:GCr15钢一般用于制造拉丝模和冷镦模等冷作模具。冷镦模具也可以选择冷镦模具专用钢LD钢或其它钢种基体钢(比如:65Nb、Al、CG-2、LM1、LM2、5Cr4MoW2VSi、LD2等),ER5(Cr8MoWV3Si)钢也很适合用于制造冷镦模具,拉丝模可以选择Cr5Mo1V或GM(9Cr6W3MoV2)钢,日本大同DC53也很适合应用于拉丝模具。