常用模具钢

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研制先进的冷、热作模具钢 冷作模具钢和热作模具钢有哪些型号

    A 冷作模具钢
    目前世界上通用的冷作模具钢可分三类∶
    (1)低合金冷作模具钢,以美国 ASTM A681 标准中的 O1(MnCrWV)为代表;
    (2)中合金冷作模具钢,以 A2(Cr5MolV)钢为代表;
    (3)高合金冷作模具钢,以 D2(Crl2Mo1V1)钢为代表。
    除此之外,还研制了如下几种新型冷作模具钢。
    1)高强度、高韧性冷作模具钢。有些冷作模具如冷镦模具、厚板冲剪模具对模具材既要求有良好的耐磨性,又要求较高的韧性,通用型冷作模具钢不能满足需要,为此,美国日本等在20世纪70~80 年代开发出一批高强度、高韧性冷作模具钢,如美国的 Vasco Di(8Cr8Mo2V2Si)、Vasco Wear(Cr8Mo2VWSi)I,日本的 OCM-8(8Cr8Mo2SiV)、DC51(Cr8Mo2SiV)、TCD(Cr8V2MoTi)等,该类钢碳化物细小、弥散,抗弯强度、断裂韧性耐磨性、可切削性、可磨削性高,抗回火稳定性高,热处理变形小,将来有可能发展成为一种通用型冷作模具钢。
    2)火焰淬火冷作模具钢。为简化工艺、缩短模具制造周期,发展了一些适应火焰淬火要求的专用钢号,如日本的SX105(7CrMnSiMoV),SX5(Cr8MoV)等,其特点是淬火温度范围宽,淬透性较高,以适应火焰局部加热空冷淬火的要求,广泛用于汽车制造业。
    3)粉末冶金冷作模具钢。用粉末冶金方法生产,在制粉过程中由于钢水雾化后迅速凝固,形成非常细小、弥散的碳化物,可显著改善钢的韧性和可磨削性。粉末冶金方法可生产常规工艺难以生产的超高碳、高合金(尤其是高钒含量)、高耐磨性的模具钢和钢基碳化钛,如德国的 X320CrVMo135,碳含量超过3%,含钒量超过 5%,细小、弥散分布的碳化物面积达 50%,制造特种陶瓷模具的寿命高于硬质合金模具。
 
    B 热作模具钢
    热作模具钢主要用于制造金属材料热成形用的模具材料,用量最大的为三类通用型热作模具钢,即低合金热作模具钢,代表性钢号为5CrNiMo 和5CrMnMo;中合金热作模具钢,代表性 钢号为 HI3(4Cr5MoSiVI)、H11(4CrMoSiV)、H12(4Cr5MoWSiV)、H10(4Cr3Mo3SiV);高合金热作模具钢,应用最广的钢号为 H21(相当于3Cr3W9V)。为适应一些热作模具的特殊要求,研制了一些新型高性能热作模具钢,主要有以下几种;
    (1)基体钢。基体钢的化学成分相当于淬火后的高速钢基体组织的成分,所以淬火后残留的共晶碳化物数量很少,回火后碳化物细小,弥散分布,钢的强韧性和热疲劳性能好,如美国的Vasco MA。
冷作模具钢
    (2)低碳高速钢。低碳高速钢是将高速钢的碳含量降至 0.3%~0.6%得到的,这样可以减少其共晶碳化物的数量,既保持较高的红硬性,又改善钢的韧性和热疲劳性能,如美国的 H25、H26 H42。
    (3)高温热作模具钢。对于马氏体为基体的热作模具钢,当工作温度超过 700℃时,其高温强度急剧下降,使模具磨损、变形而早期失效。为此,近 30 年来,国内外相继开发了以奥氏体为基体组织的 CrMn 系和 CrMnNi 系热作模具钢,加入钒、钨、钼等合金元素,通过时效硬化提高钢的强度、硬度和耐磨性,以适应工作温度为 700~800℃热作模具的要求;但是这类钢的导热性差、线膨胀系数大、热疲劳性差,不宜制作激冷激热条件下工作的高温模具,如日本的5Mn15Cr10V2、5Mn15Ni5Cr8Mo2V 等。
    (4)高温耐蚀模具钢。为了改善模具在高温下抗液态金属及其他介质的冲蚀和抗高温氧化能力,针对压铸模具和压制玻璃制品的模具,发展了高温耐蚀模具钢,如苏联用于制造铜合金压铸模具的 18X12BMEoP 钢1】,日本三菱制钢公司开发的用于制造玻璃成形模具的 3Cr13MoV 钢等。
    (5)高淬透性热作模具钢。为了适应特大型锻模模块用钢的需要,在 5CrNiMoV 钢的基础上增加 Ni、Cr、Mo 等合金元素的含量,改善钢的淬透性,热强性和韧性,如 ISO 4975 标准中的 40NiCrMoV4(4Ni4Cr2MoV),法国 NF-35-590 标准中的 40NCD16(4Ni4Cr2Mo)等。
    (6)中合金高强韧性热作模具钢。这类钢能够比较合理地使用合金元素,降低了产品的生产成本,因此近几年发展较快。如在 H13 钢的基础上降低铬含量、提高钒含量,发展以 MC 型碳化物为主要强化相的钢种,代表性的钢号如瑞典的 QRO80,QRO90M。
热作模具钢


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