9Cr2Mo是一种典型的高碳高铬合金工具钢,属于Cr2系列冷轧辊专用钢。其设计初衷是为满足冷轧辊、冲压模具及高强度零部件的性能需求,通过优化的化学成分与热处理工艺,展现出优异的硬度、耐磨性及高温稳定性。该材料在冶金、机械制造、汽车工业等领域具有重要地位,尤其在冷轧辊制造中占据核心地位。
化学成分
9Cr2Mo的化学成分经过精密配比,主要元素含量如下:
碳(C):0.85%~0.95%,高碳含量赋予材料高硬度和耐磨性,是工具钢性能的核心基础。
铬(Cr):1.70%~2.10%,铬元素显著提升淬透性,增强抗氧化和抗腐蚀能力,同时细化晶粒以提高强韧性。
钼(Mo):0.20%~0.40%,钼的加入降低回火脆性,提高高温回火稳定性及耐磨性。
其他元素:硅(0.25%~0.45%)、锰(0.20%~0.35%)辅助提升强度和淬透性,磷、硫含量严格控制在≤0.025%以减少杂质对性能的影响。
性能特点
高硬度与耐磨性
通过适当热处理(如淬火+低温回火),9Cr2Mo的硬度可达62~65 HRC,表面硬度在冷轧辊应用中可达到HS≥95,耐磨性优异,可承受高压力与频繁摩擦。
优异淬透性
铬和钼的协同作用使材料具备深层硬化能力,适用于大截面工件(如直径>600mm的轧辊),有效淬硬层厚度可达10~15mm以上。
高温稳定性
在300~500℃高温环境下仍能保持高硬度和结构稳定性,适用于热轧辊及高温模具场景。
强韧性平衡
通过回火工艺调整,材料在保持高硬度的同时兼具一定韧性,可承受冲击载荷,降低脆性断裂风险。
应用领域
冷轧辊制造
作为冷轧工作辊的核心材料,9Cr2Mo根据不同辊径匹配不同硬度和淬硬层厚度:
≤300mm辊径:表面硬度HS≥95,有效淬硬层≥6mm;
301~600mm辊径:淬硬层≥10mm;
601~900mm辊径:淬硬层≥8mm。
模具与刀具
用于制造冷冲模、冲头及高速切削刀具(如车刀、铣刀),在高负荷加工中保持尺寸精度与寿命。
耐磨损零部件
适用于轴承、传动轴、高压泵部件等,尤其在冶金设备中用于轧机导卫装置和耐磨衬板。
热处理工艺
预处理
球化退火:790~810℃加热后缓冷至650~670℃等温,改善切削加工性并为后续淬火做准备。
软化处理:820℃×3~4h后缓冷至≤650℃,降低冷压毛坯硬度至≤217 HBW。
淬火与回火
淬火:温度830~900℃,根据工件尺寸选择水、油或PAG介质冷却,获得马氏体组织。
回火:130~170℃低温回火消除应力,调整硬度至60~65 HRC;若需更高韧性,可采用中温回火(200~500℃)。