DC53模具钢材

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DC53模具钢材是对SKD11进行改良的新型冷作模具钢，其技术规范载于日本工业标准（JIS）G4404。它克服了SKD11高温回火硬度和韧性不足的弱点，将在通用及精密模具领域全面取代SKD11。 其韧性是SKD11的2倍，DC53的韧性在冷作模具钢中较为突出，用DC53制造的工具很少出现裂纹和开裂，大大提高了使用寿命。

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C碳 Si硅 Mn锰 V 钒 P 磷 S 硫 Cr铬 Mo钼

1.000 1.000 0.350 2.000 0.002 0.003 8.000 2.000

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精密冲压模：线切割加工的精密冲裁模及各种用途冲压模

难加工材料的塑性变形用工具

冷锻、深拉和搓丝用模

1.冲栽模具、冷作成型模具、冷拉模具

2.成型轧辊、冲头

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高速冲裁冲头、不锈钢板冲头

出厂状态:HB255

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锻造温度℃ 热处理温度℃ 硬度

1100~900 退火 淬火 回火 退火

HB 淬火回火

HRC

830~880 1000~1040 低温

180~200 高温

520~530 <225 60~62

62~63

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(1)DC53的热处理硬度比SKD11高:

DC53高温(520-530℃) 回火后可达62-63HRC高硬度,因此,DC53的强度及耐磨损性比SKD11更能发挥其性能;

(2)韧性比SKD11高二倍:

在冷加工用工具钢中,DC53的韧性最高,因此可防止工具、模具之龟裂与崩缺,用DC53制造的工具很少

出现裂纹和开裂,提高了使用寿命;

(3)DC53可改善SKD11之巨大碳化物:

DC53巨大碳化物之大小,改善为SKD11的1/3以下,因此可防止造成模具损伤原因之刀口碎裂(Chipping)等.

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(1)被切削性，被研磨性皆比SKD11优秀，所以加工工具寿命较长，加工工时数较省。

(2)淬火硬化能比SKD11高，所以可改善真空热处理时硬度不足之缺陷。

(3)藉高温回火可减轻残留应力及消除残留沃斯田铁，能防止线切割加工产生龟裂、变形之困扰。

(4)在表面硬化处理后表面硬度比SKD11高，因此可提高模具性能。

(5)由于预热及后热温度均比SKD11低，所以修补焊接作业较简便。

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工件经氮化处理后表面获得致密的硬化层组织，使工件的耐磨性与抗蚀性显著提高。525 ℃气体氮化处理后表层硬度约 1250HV ， 570 ℃软氮化处理表层硬度约 950HV 。

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DC53是在SKD11(Crl2MoV)基础上改进的冷作模具钢，常规热处理条件下，残余奥氏体几乎全部分解，一般可省略深冷处理，在较强硬度下仍可保持较高的韧性。

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DC53经1040℃ 淬火和520～530℃高温回火后，硬度HRC可达62～63，韧性为Crl2MoV的两倍，是目前常用的冷作模具钢中最高的，且切削性、磨削性较好，电加工变质层残余应力小，残余奥氏体极少，碳化物细小并分布均匀。 因模具受力情况较复杂，有些模具工作零件需具备一些特殊的力学性能，若按标准的热处理工艺往往无法达到理想的工作性能要求，需通过热处理对硬度、韧性和耐磨性等基本特性作适当调整，以达到模具最佳工作状态．淬火温度和回火温度则是热处理的主要工艺参数，本文着重研究DC53的回火特性。

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实验中，对DC53热处理规范略作一些变化，适当调整了淬火温度，回火温度取6档，即100℃ ，200℃ ，300℃ ，400℃ ，500℃ ，600℃。100℃回火选用101-2型干燥箱进行加热，其余采用SX-25-12型箱式电阻炉加热，每个回火温度取两个试样。 硬度测试选用金属洛氏硬度试验，在常温下进行，采用HBRVU-187.5型布洛维光学硬度计。 冲击试验采用10mm×10mm×55mm无缺口试样，在JB30B冲击试验机上进行，冲击能量为0.3 KN.m或0.15 KN.m。

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⒈硬度值 对每个试样各取3个不同位置点测硬度，得出各回火温度下的硬度值，综合各试样的硬度值，DC53在100～500℃回火时，硬度值变化并不大；在400℃中温回火时硬度略高，标准热处理回火后的硬度峰值一般在520℃左右；在600℃ 高温回火后，硬度大幅下降，平均HRC硬度值仅为52．4，故回火温度不宜太高。 ⒉冲击韧性 回火后，磨去试样表面的氧化脱碳层，测出不同回火温度下各试样的冲击值，综合各试样的冲击值，DC53在200℃回火时，平均冲击值达到60 J/cm2以上．在500℃回火时，冲击韧性较差，表现出一定的高温回火脆性．600℃以上回火冲击韧性很好，但硬度大为下降，达不到使用要求． 实验结果表明，DC53总体回火稳定性较好，在一定回火温度范围内，硬度和冲击值变化不大；在400～500℃回火时韧性大幅度下降，出现回火脆性现象；在600℃回火时，试样的韧性很高，冲击值达到85 J/cm2，但硬度大幅下降．在生产中，对于一些硬度、耐磨性要求不太高而韧性要求较高的冷作模具可采用高温回火；对硬度要求较高，同时又要具有较高韧性的冷作模具，宜采用200℃左右的低温回火．其他回火温度下的硬度和冲击值可采用合适的计算方法(如插值法、函数逼近等)预测，再用实验验证．淬火态试样中碳化物呈断续细带状分布，200℃回火后碳化物呈均匀分布，且组织内几乎不存在大块状碳化物，故韧性较好．从断口形貌看，200℃回火组织断口的解理台阶远少于淬火态试样，5000倍金相中的断口有一些小而浅的韧窝，显示其有一定的韧性．回火后，残余奥氏体转变较充分，碳化物细小并分布均匀，使韧性增加．

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⒈适当调整淬火温度后，DC53在200℃回火时硬度和冲击韧性都较高；在400～500℃ 回火时硬度较高，韧性大幅度下降；在600℃ 回火时冲击韧性很高，硬度显著下降． ⒉形状复杂的精密冲模、修整模、冷轧辊轮等工模具宜采用低温回火工艺，以使模具工作零件获得高硬度、高韧性、耐磨性好、强度高，可有效延长模具寿命，防止过度磨损、变形、开裂等早期失效现象． ⒊受冲击载荷较大的复杂模具可采用低淬高回工艺，以得到较高的冲击韧性，防止模具产生脆性断裂现象