冷作模具钢工艺性能和承载能力特征

2022-12-10 11:12:45 资讯

　　(1)低淬透冷作模具钢(含)T7A、T8A、T10A、T12A、V、MnSi、Cr2、9Cr2、CrW5)该组由碳工具钢和低合金工具钢组成。其特点是合金元素含量低，加工性能好。淬火后的薄壳硬化足够的韧性和疲劳抗性，但钢的淬火、回火和耐磨性较低。通用水淬碳素工具钢T10A模具钢与通用水、油淬火冷却Cr二是典型代表CrW5钢虽然韧性低，但耐磨性和抗咬性都很好。

　　冷模钢适用于各种小批量生产的模具和抗冲击载荷模具。

　　(2)低变形冷作模具钢(含9)Mn2V、9Mn2、CrWMn、MnCrWV、9CrWMn、SiMnMo）该组钢中合金元素含量大于(1)组，淬透性好，淬火操作简单，易于控制零件淬火变形。但该组钢的韧性和回火阻力仍然较低，残留的奥氏体为250℃左右回火分解，使钢体积膨胀，增加低温回火脆性。本组钢中的MnCrWV9.是各国综合性能优异的代表钢种CrWMn钢铁在美国、英国等国更受欢迎，9Mn二钢是西欧、捷克等**和地区普及的冷冲模钢种，广泛应用于美国的小型塑料模具中，SiMnMo石墨钢具有优异的抗咬合性和耐磨性。欧美生产了许多钢厂，但中国用户很少。

　　该组钢是中小批量生产形状复杂的基本钢种。

　　(3)微变形冷作模具钢(含)Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、Cr4W2MoV、Cr2Mn2SiWMoV）该组钢为高合金钢，属于低合金过共析钢，Cr12MoV钢是本组钢的典型代表。该组钢的基本特点是淬火淬透性高，回火耐力中等，

镍基合金

耐磨性高，淬火后体积变化小。但其变形抗性和抗冲击性有限，除外Cr2Mn2SiWMoV除钢外，热稳定性高。

　　该组钢是批量或批量生产冷冲模的基础钢，以及中载冷挤轧模的主要材料。

　　(4)高强度冷作模具钢(含)W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2)该组钢为通用高速钢。其基本特点是强度高、回火阻力高、耐磨性高。它是制造冷挤压模具的基本材料。但该组钢韧性差，合金元素消耗大，制造工艺性能差，淬火回火后变形难以控制，原材料价格昂贵，后期热加工价格昂贵。

　　(5)高韧性冷作模具钢(含6)W6Mo5Cr4V、CG2、65Nb）该组钢为中碳高合金钢，碳化物过剩少，组织均匀，淬火组织主要为板马氏体，结合多合金固溶强化和回火碳化物扩散强化，其基本特点是强度高、韧性高、抗冲击疲劳能力高，但弱点是耐压性低，热稳定性差，淬火变形后难以控制，是一种综合性能优异的重载冷作模具钢。

　　适用于制作大中型冷镦模和精压模。

　　(6)抗冲击冷作模具钢(含4)CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si、60Si2Mn、5CrNiMo、5CrMnMo、5SiMnMoV、9SiCr）该组钢为中碳低合金钢，也可细分为硅锰钢60Si2Mn，铬钨硅耐冲击模钢4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si，热作模具钢5CrNiMo、5CrMnMo、5SiMnMoV。其基本特点是抗冲击疲劳性能优异，耐磨性和抗压强度低，是各种剪切工具、精压模具、冷轧模具的基本材料。其基本特点是抗冲击疲劳性能优异，耐磨性和抗压强度低，是各种剪切工具、精压模具、冷轧模具的基本材料。

　　硅锰钢60Si2Mn内六角螺钉冷轧冲头和硬质合金凹模预应力套可用于生产普及弹簧钢，硬度为48~52HRC，还有其他小冲头。铬钨硅系和冲击模具钢是世界各国广泛使用的冷热模具，具有韧性高、耐磨性好、对等温回火适应性好等优点。钢中的铬和硅能保证淬火、抗疲劳、抗压强度，钨能细化晶粒，保证淬火。

　　5CrNiMo、5CrMnMo它更初属于高韧性热作模具钢。由于其淬火性好、淬火性高，在低温回火或等温淬火状态下具有良好的韧性，特别是缺口敏感性低。国内外采用承载条件差、易断裂的重型冷作模具，但耐磨性低。5SiMnMoV如果厚度超过20，钢材主要用于厚钢板的剪切工具和重载模具mm钢板采用直剪刀，厚度超过6mm钢板采用圆盘剪刀、大中型圆钢、型钢下料剪刀、中厚板冲裁模、精压模等。

　　(7)低合金空淬模具钢该钢淬火性能好，热处理变形小，韧性好，耐磨性好，是一种低合金空气淬火微变形钢，可减少模具零件的淬火变形和开裂。

　　而标准高合金冷作模具钢(如D2、A2)淬透性好，但合金含量高，成本高。因此，在国内外开发的一些低合金微变形钢中，一般含有提高淬透性Cr、Mn合金元素，合金元素总含量一般小于5%，适用于精密复杂模具。美国等具有代表性的钢材A6.日立金属公司AC7.大同特种钢公司G爱知钢公司04钢AKS3钢等。

　　我国的GD钢，经900℃淬火和200℃回火后，可在钢组织中保持一定量的残余奥氏体，韧性和尺寸稳定性好，可用于制造易碎片断裂的冷冲模具，使用寿命长。

　　(8)火焰淬火模具钢为了缩短模具制造周期，简化热处理工艺，节约能源，降低模具制造成本，日本开发了一些特殊的冷模钢，以满足火焰淬火的要求。比较典型，比如爱知钢SX105V（7CrSiMnMoV）、SX4（Cr8)日立金属HMD5、HMD1.大同特种钢铁公司G05钢等，我国已开发7CrSiMnMoV。

　　模具加工后，该火焰淬火钢可通过氧乙炔喷枪或其他加热器加热模具的叶片或其他部件，通常可在淬火后直接使用。由于工艺简单，广泛应用于日本。7种代表性钢种CrSiMnMoV，淬透性好，在φ80mm钢在油中淬火时，距表面30mm硬度可高达60HRC，心与表面的硬度差为3HRC，180~200火焰淬火时℃预热。将喷枪加热到900~10000℃硬度可达淬火≥60HRC，可得到≥1.5mm的淬硬层。

　　（9）基体钢高速钢以其优异的耐磨性和红硬性，已广泛应用于制造日本通用标准的高性能、高寿命的制冷模具SKH51（W6Mo5Cr4V2）等。通常通过降低淬火温度、淬火硬度或高速钢的碳含量来提高其韧性，以满足模具的要求。

　　基体钢是由高速钢发展而来的，其化学成分相当于高速钢淬火后的基体成分。因此，淬火后残留碳化物数量少，分布均匀，大大提高了钢的韧性。20世纪70年代初，美国和日本研究了品牌VascpMA、VascoMatrix1和MO新开发的基体钢DRM1、DRM2、DRM3.一般用于要求韧性高、抗回火稳定性好的冷模。我国还开发了一些基体钢，如65Nb（65Cr4W3Mo2VNb）、65W8Cr4VTi、65Cr5Mo3W2VsiTi等钢。

　　该钢韧性好，广泛应用于冷挤压、厚板冷冲压、滚轮、压印模具、冷轧模具等。

　　(10)粉末冶金模具钢莱氏体高合金冷模钢，特别是大截面钢，共晶碳化物厚，分布不均匀，严重降低了钢的韧性、可磨性和等向性。因此，近年来，国外工业模具钢生产的主要特种钢企业专注于开发一系列粉末冶金高速钢和高合金模具钢，使这些钢发展迅速。

　　粉末冶金生产模具钢已成为美国国外的关键发展方向CRUCIBLE工厂年产1.2万元t欧洲的生产能力进口粉末工具钢(主要是高速钢和冷模具钢)仅在2002年生产t。由于雾化钢粉冷却速度快，粉末冶金工艺形成的碳化物细小均匀，显著提高了模具材料的韧性、可磨性和等向性。由于碳化物细小均匀，这种特殊的生产工艺提高了加工性和磨削性能。通过在钢中加入更高的碳含量和钒含量，在日本大同开发了一系列新的钢种DEX系列（DEX40，DEX60，DEX80等)，日立金属HAP系列，不二越FAX系列，瑞典进口的VA-NADIS系列，法国Erasteel的ASP系列。美国CRUCIBLE粉末冶金模具钢发展迅速，形成CPM1V、CPM3V、CPM10V、CPM15V与普通工艺制造的工模钢相比，一系列粉末冶金钢的可磨性和韧性明显提高。粉末冶金高速钢研究了粉末冶金高速钢，但没有工业比。

　　(11)冷模具钢韧性高，耐磨性高为些国外模具钢生产企业开发了一系列高韧性、高耐磨性的冷模具钢，以提高冷模具钢的韧性，降低钢的耐磨性。这种钢的碳含量一般在1%左右Cr8.0%，加入Mo、V、Si碳化物小，分布均匀，韧性远高于其他合金元素Cr耐磨性相似的12型钢。其硬度、抗弯强度、疲劳强度和断裂韧性高于Cr适用于高速冲床和多工位冲床。

　　20世纪70年代，钒合金**开发VascoDie（8Cr8Mo2V2Si）这种钢在美国发展迅速CRUCIBLE公司开发的CRU-WEAR钢，Timken的Lescowear，进口K日本山阳特种钢340钢QCM八、大同特钢DC53，爱知制钢公司SX5（Cr8MoV），TCD等钢。中国也在发展LD钢、GM钢、ER5钢等。中国也在发展LD钢、GM钢、ER5钢等。

　　具有代表性的钢种是低V含量的日

镍基合金