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国内模具新钢种的开发概况

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国内模具新钢种的开发概况

发布日期:2017-06-13 作者: 点击:

跟着少无切削和精细成形技能在中国的迅速开展,对模具资料的功能请求越来越高,一些五十年代以来长时间沿袭的老钢种已不能完全满意请求。为此,国内一些大学、研讨所、钢厂和模具运用单位相继开发了很多具有优秀功能的模具钢,使国内模具的运用寿数得到了很大进步,并使中国模具钢的钢种系列逐步得到了补充和完善。
1. 冷作模具钢的开发状况
对冷作模具资料的首要功能请求是:杰出的耐磨性,满意的强度和耐性,高的疲惫寿数,杰出的抗擦伤和咬合功能以及杰出的技术功能。九十年代曾经,国内常用的冷作模具钢有:碳素工具钢T1OA,合金工具钢9SiCr、9Mn2V、CrWMn、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、5CrW2Si;高速工具钢 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2;轴承钢GCr15;弹簧钢60Si2Mn,渗碳钢20Cr、12CrNi3A;不锈钢3Crl3等。其间用量最大的是 C r12、Cr12MoV、T10A、CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15、60Si2Mn和 W18Cr4V。为满意出产请求,国内先后研讨开发了一系列新式冷作模具钢。
1.1高强韧耐磨钢
Cr12系列冷作模具钢是较广泛选用的钢种系列,具有杰出的淬透性和耐磨性,但共晶碳化物偏析较严重,耐性较差,淬火后异常变形较大。为补偿此类钢的功能缺点,国内先后开发了一些高强韧耐磨钢,如7 Cr7Mo2V2Si(代号 L D)、Cr8WmoV3Si(代号 ER5)、9 Cr6W3Mo2V2 (代号 GM)、Cr8MoV2Ti、80Cr7Mo3W2V等。与 Cr12、Cr12MoV对比,此类钢的碳和铬的含量较低,改进了碳化物不均性,进步了耐性;恰当添加了 W、Mo、V等合金元素的含量,然后增强了二次硬化才能,进步了耐磨性。所以,此类钢在具有杰出的强耐性的一起,还有优秀的耐磨性和较好的归纳功能,首要用于制作接受应力较大、请求高强耐性和耐磨损的各类冷作模具。
7Cr7Mo2V2Si,代号LD,最初是对于冷镦模具而研发的。其碳含量低于 G.Steven引荐的"平衡碳"规则,使钢在具有高硬度的一起,又具有较好的耐性;参加Cr、Mo、V元素,有利于二次硬化,确保钢具有较高的硬度、强度和杰出的耐磨性;参加一定量的 Si,以强化基体,进步回火稳定性。LD钢常用的热处理技术是1100~1150℃ 淬火,530~570℃ 回火,回火后硬度 HRC57~63。1100℃淬火后的安排为细针马氏体十残留奥氏体十剩下碳化物,晶粒度10.5级。 l100℃ 淬火、570℃回火后的安排为回火马氏体十剩余碳化物。 LD钢已被广泛应用于制作冷锻、冷冲、冷压、冷弯等接受冲击、弯曲应力较大,又请求耐磨损的各类冷作模具。
Cr8MoWV3Si,代号 ER5,在具有较高强耐性的一起,又具有突出好的耐磨性。该钢在回火过程中弥散分出的特殊碳化物,是 ER5比 Crl2系钢具有更高强耐性和耐磨性的重要原因。ER5钢适用于制作接受冲击力较大,冲击速度较高的精细冷冲,重载冷冲以及请求高耐磨的其他冷作模具。
9Cr6W3Mo2V2,代号GM,也是以进步耐磨性为首要目的而研发的高耐磨冷作模具钢。该钢通过 Cr、 W、Mo、V等碳化物构成元素的合理配比,并依据"平衡碳"规则配碳,使钢具有最好的二次硬化才能及抗磨损才能,一起又坚持了较高的强耐性和杰出的冷热加工功能,适用于制作冲裁、冷挤、冷锻、冷剪、高强度螺栓滚丝轮等精细、高耐磨冷作模具。
1.2高速钢基体钢
高速钢基体钢具有适当于正常淬火高速工具钢的根本成份.并答应钢中保存5%左右的过剩碳化物,别的再恰当添加或削减某些元素的含量。此类钢有效地处理了高速钢碳化物不均匀散布和耐性较差的疑问,钢的抗弯强度、耐性、塑性和疲惫抗力高于高速钢,但耐磨性低于高速钢,用于制作请求高强度和满意耐性的冷揉捏、冷冲、冷镦等模具。因为高速钢基体钢的红硬性好,所以也用于制作热作模具。国内研发的高速钢基体钢有:65Cr4W3Mo2VNb(简称65Nb)、60Cr4Mo3Ni2WV(代号CG-2)、5Cr4Mo3SiMnVA1(代号O12A1)、65W8Cr4VTi(代号LMI)、65Cr5Mo3W2VSiTi(代号LMZ)等。
65Cr4W3Mo2VNb,其基体成份适当于淬火后的W6Mo5Cr4V2钢,但碳含量较通常基体钢高,以添加碳化物量和进步耐磨性。参加0.2~0.35% Nb,以进步钢的强耐性和改进技术性。65Nb用于制作冷揉捏、厚板冷冲、冷镦等接受较大载荷的冷作模具,也可用于温热揉捏模具。
1.3低合金冷作模具钢
国内开发的低合金冷作模具钢中,有7CrSiMnMoV(代号CH)、
6CrMnNiMoVSi(代号GD)、 6CrMnNiMoVWSi(DS)、CrNiWMoV等。这些钢的淬透性好,淬火温度较低,热处理变形小,价格低,具有较好的强度和耐性的合作,适用于制作精度复杂模具。
7CrSiMnMoV,代号CH,在820~1000℃淬火,可获得HRC60以上的硬度,是一种空淬微变形钢,能够火焰加热空冷淬硬。该钢的耐磨性虽然比Cr12MoV差,但比9Mn2V和T10A好;抗弯强度、抗压强度和冲击耐性都优于Cr12MoV和9Mn2V;热处理后的变形量和常用的Cr12MoV、Cr2Mn2SiWMoV、Cr4W2MoV等钢适当。 CH钢具有杰出的强耐性和杰出的技术性,可用于替代T10A、9Mn2V、CrWMn、GCr15、Cr12MoV等制作对强耐性请求较高的冷作模具,如冲孔凸模、中薄钢板(2~5mm厚)的修边落料模等。因为该钢能够选用火焰加热空冷淬硬,所以也用于制作请求外表火焰淬火的有些汽车模具。
6CrMnNiMoVSi,代号GD,较CH钢添加了0.85%左右的Ni,进一步强韧化了基体。该钢的淬火温度规模较宽,淬透性好,也可火焰加热空冷淬火,具有杰出的强耐性。当用于制作易崩及开裂的冷冲模具时,模具寿数较高。
1. 4无磁高强度模具钢
电子工业中的有些磁性元件需用无磁性的模具出产,7Mnl5Cr2A13V2WMo钢的导磁系数很低,强度、耐磨性也杰出,但切削加工对比艰难。国内开发的无磁模具钢有18Mn12Crl8NiN(代号A18)、8Mnl5Cr18(代号WCG)、50Mnl8Cr4WN(简称 50Mn)等。其间50Mn具有低磁导率(μ<1.1H/m),较高强度和杰出的加工功能,经1020~1070℃(水冷)固溶处理后,硬度HRC30左右。再通过590℃士10℃时效,硬度上升至HRC35左右。
2.热作模具钢的开发状况
热作模具大体分为热锻模、热揉捏模、压铸模和冲裁模。5CrMnMo、5CrNiMo和3Cr2W8V是热作模具钢中应用量依然较大的钢种。5CrNiMo首要用于厚度300~400mm的大中型锻模,5CrMnMo适用于厚度在250mm以下的小型锻模。但当用于更大截面或更高温度时,这两种钢存在淬透性、热稳定性、热疲惫性及耐磨性不行的疑问。3Cr2W8V的高温强度较高,但钢的热疲惫性较差,耐性也不高,用于压铸模具和铝、铜合金热揉捏模具时,模具的运用寿数都较低。国内涵热作模具方面先后开发了几十种钢。
2. l大截面热锻模具钢
为补偿5CrMnMo和5CrNiMo在较大截面和较高温度时热稳定性、热疲惫性及淬透性不行的缺点,内开发了45Cr2NiMoVSi(简称45Cr2)、5Cr2NiMoVSi(简称5Cr2)、3Cr2MoWVNi、3Cr2MoVNi(代号B2) 等大截面热锻模具钢。与5CrNiMo对比,45Cr2和5Cr2中既含有较高的Cr和Mo,又参加了少数的V,使 CCT曲线上的高温改变区上移,低温改变区明显右移,进步了钢的淬透性。截面尺寸在500*500mm以下的模具经970-990℃淬火,650~680℃回火后,硬度可达HRC36-44。45Cr2和5Cr2还具有二次硬化才能,它们的高温强度较5CrNiMo钢高50%,热稳定性高出100~150℃,冲击耐性则适当。别的,钢的热磨损性、热疲惫性及抗热裂纹拓展的才能也强于5CrNiMo。这二种钢用于12000t以下机械压力机模具及16t以下模锻模具,模具的运用寿数是5CrNiMo钢制作的同种模具寿数的数倍。
2.2中小热锻模具钢
中小热锻模具的外表温度可达600℃以上,5CrMnMo和5CrNiMo的高温功能显然不能满意请求。3Cr2WSV钢的高温强度较高,但耐性及热疲惫功能较差。为此,国内较早开发了2Cr3Mo3VNb、4Cr3Mo2MnVB(代号ER8)等3%Cr-3%Mo和3%Cr-2%Mo型的中碳铬系高强度热作模具钢,其间3Cr3Mo3VNb是依据构成合金碳化物所需的碳量对2Cr3Mo3VNb做进一步成份调整而来的。这二种钢中加人了3%左右的Mo,既能进步钢的淬透性和避免呈现回火脆性,又能进步钢的热稳定性。加人V和Nb则可起到细化晶粒,下降钢的过热敏感性效果。因而,钢的淬透性高,淬火加热温度规模宽,过热敏感性低,具有高温强度高、热稳定性好、塑性耐性好、冷热疲惫功能好、热磨损功能好等长处,用于制作不锈钢(2Crl3)等热锻模,轴承凹模和辊锻模,都取得了杰出的运用效果。
4Cr3Mo3W4VNb,代号GR,除Cr、Mo、V和Nb外,又参加了4%W,所以钢的高温强度和热稳定性得到了进一步进步,是中碳铬系热作模具钢中高温强度较高,热稳定性较好的钢种。该钢还具有杰出的冷热疲惫功能,该钢适用于制作工作温度600-700C℃的浅型腔中小锻模,也可用于铜合金热揉捏模具。
除以上 30Cr-30Mo型热作模具钢外,国内先后开发的5%Cr系中碳中合金热作模具钢已较很多用于热锻模具,如4Cr5MoVSi、 4Cr5MoV1Si等,其间4Cr5MoV1Si具有优良的耐性和杰出的冷热疲惫功能,适用于制作工作温度在600℃以下,对耐性和塑性请求较高的模具。如用4Cr5MoV1Si替代5CrNiMo、 5CrMnMo制作汽车连杆、曲轴锻模,模具的运用寿数得到了明显进步;用于制作铝合金压铸模具和铝型材揉捏模具,模具的运用寿数较高。别的,该钢还可作塑料模具钢运用。

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