Uddeholm Vanadis 10是瑞典一勝百工具鋼系列中的一種高釩粉末冶金工具鋼，它具有極佳的耐磨性，結(jié)合獨(dú)特的組合，具有良好的耐剝落性。Vanadis 10是根據(jù)粉末冶金工藝生產(chǎn)，非金屬夾雜物的含量非常低。Uddeholm Vanadis 10具有良好的可加工性和可磨性以及良好的熱處理過程中的尺寸穩(wěn)定性，它通常可硬化60-65HRC。
Vanadis 10的特性：
Vanadis 10是一種鉻-鉬-釩合金鋼，其特性如下：
⑴、極高的耐磨損性能；
⑵、高的抗壓強(qiáng)度；
⑶、非常好的淬透性；
⑷、良好的韌性；
⑸、非常好的熱處理穩(wěn)定性；
⑹、良好的抗回火軟化性。
Vanadis 10的化學(xué)成分：
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化學(xué)成分% |
C |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
V |
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2.90 |
0.50 |
0.50 |
8.00 |
1.50 |
9.80 |
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標(biāo)準(zhǔn)對照 |
無 |
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出廠狀態(tài) |
軟性退火至280-310HB |
Vanadis 10的應(yīng)用
Uddeholm Vanadis 10特別適合模具失效方式以磨粒磨損為主的長壽命模具，Uddeholm Vanadis 10結(jié)合了極高的耐磨性與韌性，常被用于替代在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)生崩角或開裂的硬質(zhì)合金（碳化鎢）材料。
典型應(yīng)用：
⑴、沖切和成型；
⑵、精密沖切；
⑶、矽鋼片或電路板的沖切；
⑷、墊片的沖壓成型；
⑸、拉伸；
⑹、冷鍛；
⑺、剪切刀（紙和金屬薄片）；
⑻、粉末壓實(shí)；
⑼、切粒刀；
⑽、擠壓機(jī)螺桿等。
由于有非常好的合金穩(wěn)定性和粉末冶金生產(chǎn)工藝, Vanadis 10的熱處理工藝與D2類鋼相似。一個(gè)最大的優(yōu)勢就是Vanadis 10淬火、回火后的尺寸穩(wěn)定性遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)高性能冷作鋼。這也意味著Vanadis 10非常適合進(jìn)行CVD涂層處理。
Vanadis 10的的物理性能
淬火及回火至62 HRC.
溫度℃20 200 400
密度kg/m3 7 400 – –
彈性模量MPa 220 000 210 000 200 000
熱膨脹系數(shù)每 ℃ 從 20℃起– 10.7 x 10-6 11.4 x 10-6
熱傳導(dǎo)系數(shù) W/m℃ – 20 22
比熱J/kg ℃ 460 – –
Vanadis 10的沖擊強(qiáng)度
室溫下，回火溫度對無缺口沖擊的影響。
樣品尺寸：7x10x55mm
樣品類型：Unnotched
熱處理：1020℃奧氏體化，汽淬，回火兩次。
Vanadis 10的沖擊強(qiáng)度圖
Vanadis 10的耐磨損性
試驗(yàn)方法：Pin-on-disc
磨盤材料：SiC
Vanadis 10與AISI D2的耐磨損性比較圖
Vanadis 10的的熱處理
⑴軟性退火
在保護(hù)氣氛中加熱到900℃均熱后，以每小時(shí)10℃爐冷至750℃，然后空冷。
⑵消除應(yīng)力
模具經(jīng)粗加工后，應(yīng)加熱至650℃，均熱保溫兩個(gè)小時(shí)，緩慢冷卻至500℃，然后空冷。
⑶淬火
預(yù)熱溫度：600-700℃；
奧氏體化溫度：1020-1100℃；
保溫時(shí)間：30分鐘；
保溫時(shí)間=模具加熱到奧氏體化溫度整體均熱后的持續(xù)時(shí)間。保溫低于30分鐘會使硬度降低。
模具在淬火過程中必須加以保護(hù)防止氧化脫碳。
⑷淬火介質(zhì)
①壓力空氣/氣體
②真空爐(氣體壓力2-5bar)
③鹽浴和流態(tài)爐中在500-550℃分級淬火
④鹽浴和流態(tài)爐中在200-350℃，推薦350℃
注1：當(dāng)溫度降至50-70℃時(shí)應(yīng)立即回火。
注2：為獲得最佳的性能，模具應(yīng)在允許范圍內(nèi)的快速冷卻。
注3：截面〉50mm的模具應(yīng)在壓力氣體中淬火，如在空氣中淬火會使硬度降低。
硬度，殘余奧氏體與奧氏體化溫度關(guān)系圖如下：
⑸回火
根據(jù)所需硬度在回火曲線上選擇回火溫度。至少回火兩次，之間應(yīng)冷卻到室溫。最低回火溫度為180℃。最低保溫時(shí)間為2小時(shí)。在1100℃或更高溫度下淬火，為降低殘余奧氏體量，Vanadis 10的回火溫度不小于525℃。
Vanadis 10的回火曲線如圖所示
Vanadis 10的CCT曲線圖
奧氏體化溫度 1020 - 1060°C. 保溫 30 分鐘。
（圖）Vanadis 10的CCT曲線
（圖）Vanadis 10的回火后尺寸變化
⑹深冷處理
模具如需保持最穩(wěn)定的尺寸，可依以下方法進(jìn)行深冷處理：
模具在淬火后應(yīng)立即進(jìn)行深冷處理，之后再回火。通常情況下，Vanadis 10應(yīng)在-150℃和-196℃之間，保溫1-3小時(shí)，另外受冷卻介質(zhì)和設(shè)備的因素，有時(shí)會采用-40℃和更低的溫度(如-80℃)。深冷處理可降低材料的殘余奧氏體量。這會使材料比未進(jìn)行深冷處理的材料在低溫回火后的硬度高出約1HRC。
經(jīng)高溫回火的模具，即使不進(jìn)行深冷處理，其殘余奧氏體量也很低； 在大多數(shù)情況下，能保持足夠的尺寸穩(wěn)定性。然而，對于尺寸穩(wěn)定性要求高的情況，模具也應(yīng)進(jìn)行深冷處理并高溫回火。
Vanadis 10的電火花加工
如果模具在淬火回火后進(jìn)行電火花加工，表面覆有熔化再凝固層（白層），再淬火未回火層，兩者都很脆，有損于模具性能。
如果進(jìn)行放電加工，建議采用“精放電”即低電流，高頻率。為得到最佳性能，電火花加工表面必須通過磨削或拋光完全去除電火花白層，然后應(yīng)該以低于原回火溫度25℃的溫度再回火一次。在對大尺寸或形狀復(fù)雜的模具進(jìn)行電加工時(shí)，Vanadis 10應(yīng)在500℃以上高溫回火。
Vanadis 10的表面氮化處理
氮化會使表層變硬，從而提高了耐磨性，減緩了開裂趨勢。
如是高溫回火，Vanadis 10通常選擇回火溫度為525℃，這意味著氮化溫度不能超過500-525℃，在這一溫度下推薦使用離子氮化。
氮化后的表面硬度約1250 HV0.2 kg，氮化層的深度應(yīng)以模具的應(yīng)用選擇。
