热作模具钢的成分及选择方法

1.热模.热模工作条件的主要特点是与热金属接触，这是与冷模工作条件的主要区别。因此，有两个问题：(l)模腔表面的金属被加热。通常，锤锻模工作时.模腔表面温度可达3000~400℃以上热挤压模可达500-8000℃以上；压铸模腔温度与压铸材料的类型和浇筑温度有关。如果压铸黑色金属，模腔温度可达1万℃以上。这样高的使用温度会使模腔表面硬度和

强度显着降低，在使用中易发生打垛。为此.热塑具钢的基本使用性能要求是热塑性变抗力高，包括高温硬度、高温强度和高热塑性变抗力，实际上反映了钢的高回火稳定性。这是热模具钢合金化的**种方法，即添加Cr、W、Si.等合金.热金属形成后，模腔表面应用水、油、空气等介质冷却。因此.热模的工作状态是反复加热和冷却，使模腔表面的金属产生反复的热膨胀和冷缩，即反复承受拉应力.结果导致模腔表面开裂，称为热疲劳。因此，对热模具钢提出了第二个基本性能要求.也就是说，它具有很高的热疲劳抗性。一般来说，影响钢热疲劳抗力的主要因素有：①钢的导热性。钢的导热性高，可以降低模具表面金属的加热程度，从而降低钢的热疲劳倾向。一般认为钢的导热性与碳含量有关，碳含量高时导热性低，热模钢不宜采用高碳钢。碳钢通常用于生产(C0.3%5~0.6%)合碳量过低.钢的硬度和强度会下降.也是不利的.　　②钢的临界点影响。通常，钢的临界点(Acl)越高.钢的热疲劳倾向越低。.通常通过添加合金元素Cr、W、Si、提

高钢的临界点。从而提高钢的热疲劳抗力.

2.常用钢，.因此，钢的力学性能要求较高，特别是塑变抗力和韧性要求较高；二是锤锻模截面尺寸较大(400mm)因此，钢的淬透性要求较高，以确保整个模具的组织和性能均匀。锤锻楼常用钢5CrNiMo、5CrMnMo、5CrNiW、5CrNiTi及5CrMnMoSiV等等。不同类型的锤眼模具应选择不同的材料。特大型或大型锤锻模5CrNiMo为好.也可采用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi等等。中小型锤锻模型通常选择5CrMnMO热挤压模具℃。这种钢的使用性能要求主要是高温强度(即高回火稳定性)和高耐热疲劳性。ak淬透要求可适当降低。一般热挤压模尺寸较小，通常小于70~90 mm .常用的热挤压模有4种CrW2Si、3Cr2W8V及5%Cr等热模钢.其中4CrW2Si.可制作冷模钢和热模钢.由于用途不同，可采用不同的热处理方法。冷模时淬火温度较低(870-900℃)低温或中温回火处理；热模时淬火温度较高(一般为950-1000℃)压铸模具的性能要求与钢相似，即回火稳定性高，热疲劳抗力高。因此，通常选择的钢种一般与热挤模钢相同.如常采用4CrW2Si.和3Cr2W8V等钢。但与低熔点不同。Zn合金压铸模.可选用40Cr、30CrMnSi及40CrMo等；对Al和Mg合金压铸模可选择4CrW2Si、4Cr5MoSiV等对Cu合金压铸模.多采用3Cr2W8V-.随着黑色金属压铸工艺的应用，高熔点铝合金和镍合金被广泛使用.或者对3Cr2W8V钢进行Cr-Al-SI用于制造黑色金属压铸模具的三元共渗。更近国内外都在试验用高强度铜合金作为黑色金属的压铸模材料。 

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