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冷作模具钢与热作模具钢成分区别
日期:18-10-08 08:53
700 一、冷作模具钢 冷作模具钢包罗制造冲截用的模具(落料冲孔模、修边模、冲头、剪刀)、冷镦模和冷挤压模、压弯模及拉丝模等 1.冷作模具钢的工作条件及效能要求 冷作模具钢在工作时.由于被加工资料的变形抗力比拟大,模具的工作部分承受很大的压力、拳曲力、冲击力及摩擦力。所以,冷作模具的正常报废原因平凡是消费.也有因断裂、崩力和变形超差而提前失效的。 冷作模具钢与刃具钢相比.有好多共同点。要求模占有高的硬度和耐磨性、高的抗弯强度和足够的韧性,以保证冲压过程的顺当进行、其不同之处在于模具形状及加I工艺纷繁.而况摩擦面积大.消费或许性大.所以修磨起来困难。所以要求占有更高的耐磨化模具工作时承受冲压力大.又由于形状纷繁易于缔造应力专注,所以要求占有较高的韧性;模具尺寸大、形状纷繁.所以要求较高的淬透性、较小的变形及开裂趋向性。总之,冷作模具钢在淬透性、耐磨性与韧性等方面的要求要较刃具钢高一些.而在红硬性方面却要求较低或大约上没要求(因为是冷态成形),所以也相应构成了一些适于做冷作模具用的钢种,例如,进展了高耐磨、微变形冷作模具用钢及高韧性冷作模具用钢等。下面团结有关钢种录用进一步说明。 2.钢种抉择 日常接冷作模具的应用条件,能够将钢种抉择分为以下四种状况: (1)尺寸小、形状简单、轻负荷的冷作模具。例如.小冲头,剪落钢板的剪刀等可录用T7A、T8A、T10A、T12A等碳素工具钢制造。这类钢的长处是;可加工性好、价格低廉、根源简捷。但其缺陷是:淬透性低、耐磨性差、淬火变形大。所以,只适于制造一些尺寸小、形状简单、轻负荷的工具以及要求硬化层不深并保持高韧性的冷像模等。 (2)尺寸大、形状纷繁、轻负荷的冷作模具。常用的钢种有9SiCr、CrWMn、GCr15及9Mn2V等低合金刃具钢。这些钢在油中的淬透直径大约上可达40mm以上。当中9Mn2V钢是我国近年来进展的一种不含Cr的冷作模具用钢.可轮换或部分轮换含Cr的钢。 9Mn2V钢的碳化物不均匀性和淬火开裂趋向性比CrWMn钢小、脱碳趋向性比9SiCr钢小,而淬透性比碳素工具钢大.其价格只比后者高约30%所以是一个上算普及应用的钢种。但9Mn2V钢也存在一些缺陷如冲击韧性不高,在出产应用中发觉有碎裂现象.此外回火稳定性较差,回火温度平凡不超越180℃在200℃回火时抗弯强度及韧性初步揭示低值。 9Mn2V钢可在硝盐、热油等冷却实力较为和缓的淬火介质中淬火。对于一些变形要求苛刻而硬度要求又不很高的模具,可采纳奥氏体等温淬火。 (3)尺寸大、形状纷繁重负荷的冷作模具。须采纳中合金或高合金钢.如Cr12Mo、 Crl2MoV、 Cr6WV、Cr4W2MoV等,此外也有录用高速钢的。 近年来用高速钢做冷作模具的趋向巴逐渐增大、但应指出,当前已不再是应用高速钢所特有的红硬性长处.而用它的高淬透性和高耐磨性。为此.在热料理工艺上也应有所差别。 录用高速钢做冷模具时.应采纳低温淬火.以提高韧性。例如W18Cr4V钢做刃具常常用的淬火温度为1280-1290℃。而做冷作模具时,则应采纳1190℃的低温淬火。又如W6Mo5Cr4V2钢.采纳低温淬火后可使寿命大大提高、奇特是显著紧缩了损耗率。 (4)受冲击负荷且刀间瘦弱的冷作模具。如上所述.前三类冷作模具用钢的应用效能要求均以高耐磨性为主为此均采纳高碳过共析钢乃至荣氏体钢。而对有的冷作模具加切边楼、冲裁模等.其对口瘦弱.应用时又受冲击负荷作用则应以要求高的冲击韧性为主。为探听决这一冲突.可采纳以下窍门.①减低合碳量.采纳亚共折钢.以防止由于顺次及二次碳化物而引起钢的韧性下跌;②插手Si.、Cr等合金元素.以提高钢的回火稳定性和回火温度(240一270℃回火)这样有利于充分取消淬火应力使叽提高.而又不致减低硬度;②插手W等构成难熔碳化物的元素以细化晶粒、提高韧性。常用的高韧性冷作模具用钢有6SiCr、4CrW2Si;、5CrW2Si等。 3.充分发挥冷作模具钢效能潜力的门道 在用Cr12型钢或高速钢做冷作模具时,一个很突出的问题是钢的脆性大.应用中易开裂。为此,必须用充分锻打的办法细化碳化物.除此之外应进展新钢种。进展新钢种的着眼点,应是减低钢的含碳量及碳化物构成元素的数量。近年来国内研制并普及以下几种新钢种、如表4.11所示。Cr4W2MoV钢占有高硬巨、高耐磨性和淬透性好等长处.并占有较好的回火稳定性及综合力学效能.用干制造硅钢片冲模等.可使寿命比Cr12MoV钢提高1~3倍以上但此钢锻造温区范围较窄,锻造河县开裂.应苛刻克制锻造温度和把持规认Cr2Mn2SiWMoV钢淬火温度低、淬火变形小、淬透性高.有空淬微变形模具钢之称7W7Cr4MoV钢可代W18Cr4V和Cr12MoV钢.其个性是钢的碳化物不均匀性和韧性获取很大的改进。 二、热作模具钢 1.热作模具的工作条件 热作模具包罗锤锻模、热挤压模和压铸模三类。如前所述.热作模具工作条件的主要个性是与热态金属相往来、这是与冷作模具工作条件的主要差别。所以会带来以下两方面的问题: (l)模腔表层金属受热。日常锤锻模工作时.其模腔外表温度可达300~400℃以上热挤压模可达500一800℃以上;压铸模模腔温度与压铸资料门类及浇注温度有关。如压铸黑色金属时模腔温度可达1000℃以上。这样高的应用温度会使模腔外表硬度和强度显著减低,在应用中易缔造打垛。为此.对热模具钢的大约应用效能要求是热塑变抗力高,包罗高温硬度和高温强度、高的热塑变抗力,的确上反映了钢的高回火稳定性。由此便能够找到热模具钢合金化的第一种门道,即插手Cr、W、Si.等合金元素能够提高钢的回火稳定性。 (2)模腔表层金属缔造热疲惫(龟裂)。热模的工作个性是占有间歇性.每次使热态金属成形后都要用水、油、空气等介质冷却模腔的外表。所以.热模的工作态势是重复受热和冷却,从而使模腔表层金属缔造重复的热胀冷缩,即重复承受拉压应力作用.其后果引起模腔外表揭示龟裂,称为热疲惫现象,由此,对热模具钢提出了第二个大约应用效能要求.即占有高的热疲惫抗力。平凡说来,波及钢的热疲惫抗力的因素主要有: ①钢的导热性。钢的导热性高,可使模具表层金属受热程度减低,从而减小钢的热疲惫趋向性。平凡觉得钢的导热性与合碳量有关,含碳量高时导热性低,所以热作模具钢不宜采纳高碳钢。在出产中日常采纳中碳钢(C0.3%5~0.6%)合碳量过低.会导致钢的硬度和强度下跌.也是不利的。 ②钢的临界点波及。日常钢的临界点(Acl)越高.钢的热疲惫趋向性越低。所以.平凡穿越插手合金元素Cr、W、Si、引来提高钢的临界点。从而提高钢的热疲惫抗力。 2.常用热作模具用钢 (1)锤锻模用钢。平凡说来,锤锻模用钢有两个问题比拟突出一是工作时受冲击负荷作用.故对钢的力学效能要求较高,奇特是对塑变抗力及韧性要求较高;二是锤锻模的截面尺寸较大(<400mm)故对钢的淬透性要求较高,以保证整个模具组织和效能均匀。 常用锤锻楼用钢有5CrNiMo、 5CrMnMo、 5CrNiW、5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。不同类型的锤眼模应录用不同的资料。对特大型或大型的锤锻模以5CrNiMo为好.也可采纳5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi等。对中小型的锤锻模日常录用5CrMnMO钢。 (2)热挤压模用钢,热挤压模的工作个性是加载速度较慢,所以,模腔受热温度较高,日常可达500一800℃。对这类钢的应用效能要求应以高的高温强度(即高的回火稳定性)和高的耐热疲惫效能为主。对ak及淬透性的要求可稳妥放低。平凡的热挤压模尺寸较小,常小于70~90 mm。 常用的热挤压模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5%Cr型等热作模具钢t型钢.其化学成分如表4.16所示。当中4CrW2Si.既可做冷作模具钢,又可做热作模具钢.由于用处不同,可采纳不同热料理办法。作冷模时采纳较低的淬火温度(870—900℃)及低温或中温回火料理;作热模时则采纳较高的淬火温度(平凡为950一1000℃)及高温回火料理。 (3)压铸模用钢。从总体上看,压铸模用钢的应用效能要求与热挤压模用钢相近,即以要求高的回火稳定性与高的热疲惫抗力为主。所以日常所录用的钢种大约上与热挤模用钢相同.平凡采纳4CrW2Si.和3Cr2W8V等钢。但又有所不同如对熔点较低Zn合金压铸模.可录用40Cr、30CrMnSi及40CrMo等;对Al和Mg合金压铸模,可录用4CrW2Si、4Cr5MoSiV等对Cu合金压铸模.多采纳3Cr2W8V钢。 近年来.随着黑色金属压铸工艺的使用,多采纳高熔点的铝合金和镍合金.或许对3Cr2W8V钢进行Cr-Al-SI三元共渗,用以制造黑色金属压铸模。近日国内外还正在试探采纳高超度的铜合金作黑色金属的压铸模资料。
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