优良特性的高碳合金工具钢——9SiCr钢

（1）材料的特性

9SiCr钢是高碳合金工具钢，其韧性及耐回火性较好，热处理时变形小。该钢中碳化物分布均匀，不易析出网状碳化物，并易于正火消除，通过正火可以消除网状及粗片状碳化物组织。但抗压强度和耐磨性不足，加工性较差。该钢表面残存碳的质量分数为0.6%～0.7%的脱碳层时，由于碳化物的减少使表面层的过热敏感性增大。经正常加热淬火以后表面硬度仍可达到60～62HRC，但其抗弯强度却下降40%～50%。表面层晶粒度达到7级，心部为10级。

该钢锻造性能良好，由于易脱碳，故须在中性气氛或保护气氛炉中加热。施以锻热调质处理，可获得细密的回火索氏体组织，简化工序，省时节电，既有良好的可加工性，又有理想的预处理组织。

该钢受热软化温度为320℃，淬透性比铬钢好，油淬淬硬深度40～50mm。该钢零保温淬火韧化工艺，可以消除搓丝板因常规淬火加热氧化脱碳造成的早期失效，不均匀奥氏体淬火可以细化马氏体，淬火后得到隐晶马氏体或细针状马氏体，这种组织强韧性好。

（2）供货状态

退火态，硬度≤197～241HBW，压痕直径3.9～4.3mm。

（3）化学成分

根据标准GB/T 1299—2000，该钢的主要化学成分（质量分数）：C0.85%～0.95%、Si1.20%～1.60%、Mn0.30%～0.60%、Cr0.90%～1.20%。

（4）参考对应牌号

德国DIN标准材料编号1.2067、德国DIN标准牌号100Cr6、中国GB标准牌号9SiCr、英国BS标准牌号BL3、法国AFNOR标准牌号Y100C6、西班牙UNE标准牌号100Cr6、美国AISI/SAE标准牌号L3、俄罗斯ГОСТ标准牌号9XC、瑞典SS标准牌号2092。

（5）临界点温度（近似值）

Ac₁=770℃、Ar₁=730℃、Ac_cm=870℃。

（6）热加工规范

需在中性气氛或保护气氛炉中加热，预热温度第一次700～800℃，保温时间1.0～1.5h，第二次850～900℃，保温时间2min/mm，保温后以≤100℃/h的加热速度升温至1100～1150℃，保温时间1.0～1.5min/mm。在加热过程中应勤翻动坯料，均匀受热，充分透烧。

开锻温度1050～1100℃，反复进行双十字变向镦拔锻造，锻后合金碳化物等级≤2级。

（7）锻热调质处理规范

900℃高温余热油淬，接着进行700～720℃高温回火，硬度达200～220HBW，可代替锻后球化等温退火。

（8）正火规范

正火温度900～920℃，保温时间：盐浴炉25～30s/mm，空气炉70～90s/mm，空冷，硬度321～415HBW。

（9）成批等温球化退火规范

790～810℃×2～3h，炉冷，700～720℃×3～4h，硬度≤229HBW，珠光体组织2～5级，网状碳化物等级≤2级。

（10）球化退火规范

790～810℃×2～4h，炉冷，700～720℃×3～4h，以≤30℃/h的冷却速度，缓慢炉冷到500～600℃，出炉空冷，硬度179～241HBW。

（11）冷压毛坯普通软化规范

软化温度（820±10）℃，保温3～4h，再以15℃/h的冷却速度冷至≤650℃，出炉空冷。

（12）冷压毛坯等温球化软化规范

（820±10）℃×3～4h，（720±10）℃×6～8h，再缓冷至≤600℃，出炉空冷。

处理前硬度≤241HBW，处理后硬度≤217HBW。

（13）调质处理规范

淬火温度880～890℃，油冷，回火温度680～700℃，硬度197～229HBW。

（14）油韧处理规范(www.xing528.com)

将钢补充加热到830℃以后，再以≤30℃/h的冷却速度降温到630℃，出炉油冷，硬度93～94HRB，不破断扭转角345°，以提高钢的韧性。

（15）普通淬火、回火规范

1）淬火温度830～860℃，油冷，硬度62～64HRC，回火温度150～200℃，硬度61～63HRC。

2）淬火温度850～870℃，油冷，硬度62～65HRC，回火温度140～160，硬度62～65HRC。

3）淬火温度850～870℃，油冷，硬度62～65HRC，回火温度160～180℃，硬度61～63HRC。

4）预热温度450～500℃，淬火温度870～880℃，油冷，回火温度180～200℃，保温2h，硬度59～62HRC。

（16）等温淬火规范

淬火温度850～860℃，等温温度240～260℃，硝盐冷却介质（质量分数）：NaNO₂50%+KNO₂50%，冷至室温，清洗后进行校直，进行300～320℃×1.5～2h回火（夹具夹紧回火）。

（17）零保温淬火、回火规范

预热温度450～500℃，奥氏体化温度870～880℃，不保温，冷却介质温度180～190℃，在硝盐浴中冷却数分钟，回火温度240～260℃，回火时间2h。

（18）深冷处理规范

淬火温度870℃，200℃×1h回火，再进行深冷处理：-196℃×10h。

（19）典型应用举例

1）该钢用作冲制料厚＞3mm的冲裁模具中的形状复杂的凸模、凹模、镶块。制作凸模时建议硬度58～62HRC，制作凹模时建议硬度60～64HRC。

2）小批量软料中厚板冲裁模。

3）用于滚丝模，经超细化预处理后，服役期使用寿命提高一倍以上。

4）该钢制M50mm×2mm搓丝板采用锻热调质预处理，其索氏体组织与淬火马氏体比体积接近，加之“薄壳淬火”，提高使用寿命2～3倍。

5）载荷轻或小生产批量用冷镦模。

6）该钢用于较精密复杂的模具。

7）该钢可用于下料模、冲头、压印模等。

8）用于高强度冷作模具钢。

9）用于铝件冷挤压模，制作凸模时建议硬度60～62HRC。

10）齿轮冲模、剪刃及冷轧辊。

11）是各种冲剪工具、精压模、冷镦模的基本材料。

12）适用于耐磨性高、切削不剧烈且变形小的刃具，如板牙、丝锥、钻头、铰刀、齿轮铣刀、拉刀等。

13）经深冷处理的凸模，其使用寿命从常规热处理的0.5万件提高到1.5万件。

14）该钢可用于顶出杆等。

15）主要用于制造尺寸较大、形状较复杂和精度较高的塑料模。

16）9SiCr钢制20mm×60mm×1050mm剪刀片，经等温淬火+回火后，硬度57～60HRC，通过冷校直以及夹具夹紧回火，可使弯曲变形量控制在≤0.35mm。