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熱作模具鋼和冷作模具鋼的功能差異
    一、冷作模具鋼 冷作模具鋼包含制作沖截用的模具(落料沖孔模、修邊模、沖頭、剪刀)、冷鐓模和冷擠壓模、壓彎模及拉絲模等

  1.冷作模具鋼的作業條件及功能要求 冷作模具鋼在作業時.因為被加工資料的變形抗力比較大,模具的作業部分接受很大的壓力、曲折力、沖擊力及沖突力。因而,冷作模具的正常作廢原因一般是磨損.也有因開裂、崩力和變形超差而提早失效的。

熱作模具鋼和冷作模具鋼的性能區別

  冷作模具鋼與刃具鋼比較.有許多共同點。要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗彎強度和滿足的耐性,以確保沖壓進程的順利進行、其不同之處在于模具形狀及加I工藝雜亂.并且沖突面積大.磨損可能性大.所以修磨起來困難。因而要求具有更高的耐磨化模具作業時接受沖壓力大.又因為形狀雜亂易于發作應力會集,所以要求具有較高的耐性;模具尺度大、形狀雜亂.所以要求較高的淬透性、較小的變形及開裂傾向性。

  總歸,冷作模具鋼在淬透性、耐磨性與耐性等方面的要求要較刃具鋼高一些.而在紅硬性方面卻要求較低或根本上沒要求(因為是冷態成形),所以也相應構成了一些適于做冷作模具用的鋼種,例如,開展了高耐磨、微變形冷作模具用鋼及高耐性冷作模具用鋼等。下面結合有關鋼種選用進一步闡明。

  2.鋼種挑選 一般接冷作模具的運用條件,能夠將鋼種挑選分為以下四種狀況:

  (1)尺度小、形狀簡略、輕負荷的冷作模具。例如.小沖頭,剪落鋼板的剪刀等可選用T7A、T8A、T10A、T12A等碳素東西鋼制作。這類鋼的利益是;可加工性好、價格便宜、來歷簡略。但其缺陷是:淬透性低、耐磨性差、淬火變形大。因而,只適于制作一些尺度小、形狀簡略、輕負荷的東西以及要求硬化層不深并堅持高耐性的冷像模等。

  (2)尺度大、形狀雜亂、輕負荷的冷作模具。常用的鋼種有9SiCr、CrWMn、GCr15及9Mn2V等低合金刃具鋼。這些鋼在油中的淬透直徑大體上可達40mm以上。其間9Mn2V鋼是我國近年來開展的一種不含Cr的冷作模具用鋼.可替代或部分替代含Cr的鋼。 9Mn2V鋼的碳化物不均勻性和淬火開裂傾向性比CrWMn鋼小、脫碳傾向性比9SiCr鋼小,而淬透性比碳素東西鋼大.其價格只比后者高約30%因而是一個值得推行運用的鋼種。

  但9Mn2V鋼也存在一些缺陷如沖擊耐性不高,在出產運用中發現有碎裂現象.別的回火穩定性較差,回火溫度一般不超越180℃在200℃回火時抗彎強度及耐性開端呈現低值。 9Mn2V鋼可在硝鹽、熱油等冷卻才能較為平緩的淬火介質中淬火。關于一些變形要求嚴厲而硬度要求又不很高的模具,可選用奧氏體等溫淬火。

  (3)尺度大、形狀雜亂重負荷的冷作模具。熱作模具鋼和冷作模具鋼的性能區別須選用中合金或高合金鋼.如Cr12Mo、Crl2MoV、Cr6WVCr4W2MoV等,別的也有選用高速鋼的。 近年來用高速鋼做冷作模具的傾向巴日趨增大、但應指出,此刻已不再是運用高速鋼所特有的紅硬性利益.而用它的高淬透性和高耐磨性。 為此.在熱處理工藝上也應有所差異。

  選用高速鋼做冷模具時.應選用低溫淬火.以進步耐性。例如W18Cr4V鋼做刃具時常用的淬火溫度為1280-1290℃。而做冷作模具時,則應選用1190℃的低溫淬火。又如W6Mo5Cr4V2鋼.選用低溫淬火后可使壽數大大進步、特別是明顯減少了折損率。

  〔4)受沖擊負荷且刀間單薄的冷作模具。如上所述.前三類冷作模具用鋼的運用功能要求均以高耐磨性為主為此均選用高碳過共析鋼甚至榮氏體鋼。而對有的冷作模具加切邊樓、沖裁模等.其對口單薄.運用時又受沖擊負荷效果則應以要求高的沖擊耐性為主。為了處理這一對立.可采納以下辦法.

 ?、傧陆岛咸剂?選用亞共折鋼.以防止因為一次及二次碳化物而引起鋼的耐性下降;②參加Si.、Cr等合金元素.以進步鋼的回火穩定性和回火溫度(240一270℃回火)這樣有利于充沛消除淬火應力使嘰進步.而又不致下降硬度;②參加W等構成難熔碳化物的元素以細化晶粒、進步耐性。常用的高耐性冷作模具用鋼有6SiCr、4CrW2Si;、5CrW2Si等。

  3.充沛發揮冷作模具鋼功能潛力的途徑高硬度耐磨鋼板[/URL] 在用Cr12型鋼或高速鋼做冷作模具時,一個很杰出的問題是鋼的脆性大.運用中易開裂。為此,必須用充沛鍛打的辦法細化碳化物.除此之外應開展新鋼種。開展新鋼種的著眼點,應是下降鋼的含碳量及碳化物構成元素的數量。

  Cr4W2MoV鋼具有高硬巨、高耐磨性和淬透性好等利益.并具有較好的回火穩定性及歸納力學功能.用干制作硅鋼片沖模等.可使壽數比Cr12MoV鋼進步1~3倍以上但此鋼鑄造溫區規模較窄,鑄造河縣開裂.應嚴厲控制鑄造溫度和操作規認Cr2Mn2SiWMoV鋼淬火溫度低、淬火變形小、淬透性高.有空淬微變形模具鋼之稱7W7Cr4MoV鋼可代W18Cr4V和Cr12MoV鋼.其特點是鋼的碳化物不均勻性和耐性得到很大的改進。

  二、熱作模具鋼 1.熱作模具的作業條件 熱作模具包含錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模三類。如前所述.熱作模具作業條件的首要特點是與熱態金屬相觸摸、這是與冷作模具作業條件的首要差異。因而會帶來以下兩方面的問題:

  (l)模腔表層金屬受熱。一般錘鍛模作業時.其模腔外表溫度可達300~400℃以上熱擠壓??蛇_500一800℃以上;壓鑄模模腔溫度與壓鑄資料品種及澆注溫度有關。如壓鑄黑色金屬時模腔溫度可達1000℃以上。這樣高的運用溫度會使模腔外表硬度和強度明顯下降,在運用中易發作打垛。為此.對熱模具鋼的根本運用功能要求是熱塑變抗力高,包含高溫硬度和高溫強度、高的熱塑變抗力,實際上反映了鋼的高回火穩定性。由此便能夠找到熱模具鋼合金化的第一種途徑,即參加Cr、W、Si.等合金元素能夠進步鋼的回火穩定性。

  (2)模腔表層金屬發作熱疲憊(龜裂)。熱模的作業特點是具有間歇性.每次使熱態金屬成形后都要用水、油、空氣等介質冷卻模腔的外表。因而.熱模的作業狀況是重復受熱和冷卻,然后使模腔表層金屬發作重復的熱脹冷縮,即重復接受拉壓應力效果.其成果引起模腔外表呈現龜裂,稱為熱疲憊現象,由此,對熱模具鋼提出了第二個根本運用功能要求.即具有高的熱疲憊抗力。一般說來,影響鋼的熱疲憊抗力的要素首要有:

 ?、黉摰膶嵝?。 鋼的導熱性高,可使模具表層金屬受熱程度下降,然后減小鋼的熱疲憊傾向性。一般以為鋼的導熱性與合碳量有關,含碳量高時導熱性低,所以熱作模具鋼不宜選用高碳鋼。在出產中一般選用中碳鋼(C0.3%5~0.6%)合碳量過低.會導致鋼的硬度和強度下降.也是晦氣的。

 ?、阡摰呐R界點影響。一般鋼的臨界點(Acl)越高.鋼的熱疲憊傾向性越低。因而.一般經過參加合金元素Cr、W、Si、引來進步鋼的臨界點。然后進步鋼的熱疲憊抗力。

  2.常用熱作模具用鋼

  (1)錘鍛模用鋼。一般說來,錘鍛模用鋼有兩個問題比較杰出一是作業時受沖擊負荷效果.故對鋼的力學功能要求較高,特別是對塑變抗力及耐性要求較高;二是錘鍛模的截面尺度較大(<400mm)故對鋼的淬透性要求較高,以確保整個模具安排和功能均勻。 常用錘鍛樓用鋼有5CrNiMo、5CrMnMo、5CrNiW、5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。不同類型的錘眼模應選用不同的資料。對特大型或大型的錘鍛模以5CrNiMo為好.也可選用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi等。對中小型的錘鍛模一般選用5CrMnMO鋼。

  (2)熱擠壓模用鋼,熱擠壓模的作業特點是加載速度較慢,因而,模腔受熱溫度較高,一般可達500一800℃。對這類鋼的運用功能要求應以高的高溫強度(即高的回火穩定性)和高的耐熱疲憊功能為主。對ak及淬透性的要求可適當放低。一般的熱擠壓模尺度較小,常小于70~90mm。

  常用的熱擠壓模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5%Cr型等熱作模具鋼.其化學成分如表4.16所示。 其間4CrW2Si.既可做冷作模具鋼,又可做熱作模具鋼.因為用處不同,可選用不同熱處理辦法。作冷模時選用較低的淬火溫度(870—900℃)及低溫或中溫回火處理;作熱模時則選用較高的淬火溫度(一般為950一1000℃)及高溫回火處理。

  (3)壓鑄模用鋼。從總體上看,壓鑄模用鋼的運用功能要求與熱擠壓模用鋼附近,即以要求高的回火穩定性與高的熱疲憊抗力為主。所以一般所選用的鋼種大體上與熱擠模用鋼相同.如常選用4CrW2Si.和3Cr2W8V等鋼。但又有所不同如對熔點較低Zn合金壓鑄模.可選用40Cr、30CrMnSi及40CrMo等;對Al和Mg合金壓鑄模,可選用4CrW2Si、4Cr5MoSiV等對Cu合金壓鑄模.多選用3Cr2W8V鋼。

  近年來.跟著黑色金屬壓鑄工藝的使用,多選用高熔點的鋁合金和鎳合金.或許對3Cr2W8V鋼進行Cr-Al-SI三元共滲,用以制作黑色金屬壓鑄模。最近國內外還正在實驗選用高強度的銅合金作黑色金屬的壓鑄模資料。