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DC53是日本大同特殊鋼對SKD11進行改良的新型冷作模具鋼,其技術規范載于日本工業標準（JIS）G4404。它克服了SKD11高溫回火硬度和韌性不足的弱點,將在通用及精密模具領域全面取代SKD11的高強韌性通用冷作模具鋼。

中文名

DC53

用    途

沖裁模具、冷作成型模具

技術規范

日本工業標準（JIS）G4404

實用特性

在線切割加工上之優點

目錄

1 簡介

2 用途

3 化學成分

4 基本性能

▪ 實驗設計

▪ 結果分析

▪ 結論

5 力學性能

6 主要特性

7 主要用途

簡介

在熱處理適當的情況下強度、韌性都很優秀,高溫回火硬度可達到62~63HRC。

DC53的韌性在冷作模具鋼中較為突出,用DC53制造的工具很少出現裂紋和開裂,大大提高了使用壽命。

線切割加工后的殘余應力,經高溫回火減少了殘余應力。因此,大型模具和要求精密之模具在線切割加工后的裂紋和變形得到抑制。

實用特性:

在線切割加工上之優點

用途

1.沖裁模具、冷作成型模具、冷拉模具

2.成型軋輥、沖頭

●精密沖壓模 。

●線切割加工的精密沖裁模及各種用途沖壓模 。

●難加工材料的塑性變形用工具 。

●冷鍛、深拉和搓絲用模 。

其他

●高速沖裁沖頭、不銹鋼板沖頭 。

●出廠狀態:HB255

化學成分

碳 C ：1.00

硅 Si：0.91

錳 Mn：0.32

鉻 Cr：8.00

鉬 Mo：2.00

釩 V：0.28

磷 p：0.007

基本性能

DC53常規熱處理條件下,殘余奧氏體幾乎全部分解,一般可省略深冷處理,在較強硬度下仍可保持較高的韌性。

實驗設計

一

DC53經1040℃ 淬火和520～530℃高溫回火后,硬度HRC可達62～63,是目前常用的冷作模具鋼中的,且切削性、磨削性較好,電加工變質層殘余應力小,殘余奧氏體極少,碳化物細小并分布均勻。

因模具受力情況較復雜,有些模具工作零件需具備一些特殊的力學性能,若按標準的熱處理工藝往往無法達到理想的工作性能要求,需通過熱處理對硬度、韌性和耐磨性等基本特性作適當調整,以達到模具工作狀態．淬火溫度和回火溫度則是熱處理的主要工藝參數,本文著重研究DC53的回火特性。

二

實驗中,對DC53熱處理規范略作一些變化,適當調整了淬火溫度,回火溫度取6檔,即100℃ ,200℃ ,300℃ ,400℃ ,500℃ ,600℃。100℃回火選用101-2型干燥箱進行加熱,其余采用SX-25-12型箱式電阻爐加熱,每個回火溫度取兩個試樣。

硬度測試選用金屬洛氏硬度試驗,在常溫下進行,采用HBRVU-187.5型布洛維光學硬度計。

沖擊試驗采用10mm×10mm×55mm無缺口試樣,在JB30B沖擊試驗機上進行,沖擊能量為0.3 KN.m或0.15 KN.m。

結果分析

⒈硬度值

對每個試樣各取3個不同位置點測硬度,得出各回火溫度下的硬度值,綜合各試樣的硬度值,DC53在100～500℃回火時,硬度值變化并不大；在400℃中溫回火時硬度略高,標準熱處理回火后的硬度峰值一般在520℃左右；在600℃ 高溫回火后,硬度大幅下降,平均HRC硬度值僅為52．4,故回火溫度不宜太高。

⒉沖擊韌性

回火后,磨去試樣表面的氧化脫碳層,測出不同回火溫度下各試樣的沖擊值,綜合各試樣的沖擊值,DC53在200℃回火時,平均沖擊值達到60 J/cm2以上．在500℃回火時,沖擊韌性較差,表現出一定的高溫回火性．600℃以上回火沖擊韌性很好,但硬度大為下降,達不到使用要求．

實驗結果表明,DC53總體回火穩定性較好,在一定回火溫度范圍內,硬度和沖擊值變化不大；在400～500℃回火時韌性大幅度下降,出現回火脆性現象；在600℃回火時,試樣的韌性很高,沖擊值達到85 J/cm2,但硬度大幅下降．在生產中,對于一些硬度、耐磨性要求不太高而韌性要求較高的冷作模具可采用高溫回火；對硬度要求較高,同時又要具有較高韌性的冷作模具,宜采用200℃左右的低溫回火．其他回火溫度下的硬度和沖擊值可采用合適的計算方法(如插值法、函數逼近等)預測,再用實驗驗證．淬火態試樣中碳化物呈斷續細帶狀分布,200℃回火后碳化物呈均勻分布,且組織內幾乎不存在大塊狀碳化物,故韌性較好．從斷口形貌看,200℃回火組織斷口的解理臺階遠少于淬火態試樣,5000倍金相中的斷口有一些小而淺的韌窩,顯示其有一定的韌性．回火后,殘余奧氏體轉變較充分,碳化物細小并分布均勻,使韌性增加．

結論

⒈適當調整淬火溫度后,DC53在200℃回火時硬度和沖擊韌性都較高；在400～500℃ 回火時硬度較高,韌性大幅度下降；在600℃ 回火時沖擊韌性很高,硬度顯著下降．

⒉形狀復雜的精密沖模、修整模、冷軋輥輪等工模具宜采用低溫回火工藝,以使模具工作零件獲得高硬度、高韌性、耐磨性好、強度高,可有效延長模具壽命,防止過度磨損、變形、開裂等早期失效現象．

⒊受沖擊載荷較大的復雜模具可采用低淬高回工藝,以得到較高的沖擊韌性,防止模具產生脆性斷裂現象

力學性能

硬度 ：退火,255～210HB,淬火,≥62HRC

主要特性

(1)被切削性,被研磨性良好。 被切削性,被研磨性皆比SKD11優秀,所以加工工具壽命較長,加工工時數較省。

(2)在熱處理上之優點 淬火硬化能比SKD11高,所以可改善真空熱處理時硬度不足之缺陷。

(3)在線切割加工上之優點 藉高溫回火可減輕殘留應力及消除殘留沃斯田鐵,能防止線切割加工產生龜裂、變形之困擾。

(4)在表面硬化處理上之優點 表面硬化處理后表面硬度比SKD11高,因此可提高模具性能。

(5)在修補焊接作業上之優點 由于預熱及后熱溫度均比SKD11低,所以修補焊接作業較簡便。 特點：通用冷作模具鋼,高硬度,高韌性DC53模具鋼

主要用途

高溫回火后可達HRC63,有利于線切割加工的精密沖裁模及各種用途沖壓模 。

難加工材料的塑性變形用工具 。

冷鍛、深拉和搓絲用模 。

高速沖裁沖頭、不銹鋼板沖頭