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热作模具钢的选材原则   
lai源: | 作者:13963813331 | 发布shi间: 2020-07-30 | 7 ci浏览 | fenxiang到:
 热作模具钢的选材原则
  
  热作模具钢的选材原则
  模具钢
  热成型模具主要baokuo阳模和阴模、shang模板和xia模板、导柱和导tao、紧固和连接螺钉、xiao钉和出料件等。阳模和阴模shi主要的工作部件,jing常与热bian形材料接触,直接承受高wenbian形zu力、摩擦zu力和热成形件剧烈摩擦产sheng的热量,因此容易磨sun和sunhuai,yeshishi用寿命謝ing枰衘iu和提高的关键部件。
  
  正常情况xia,冲头的主要sunhuai形式如xia:
  
  (1)结构设ji不合理造成的sunhuai,如长径比过大导致冲头断裂。
  
  (2)磨sun造成的sun伤,如冲头工作带的圆柱面产sheng平xing于挤压穓iao虻na磀iezhou现象(zhe将导致成形件内孔粗cao度不簒i?;或者冲头的工作圆柱部fen和工作带xia方的锥角严重bian形(zhe将导致成形零件的尺寸精度不簒i?。
  
  凹模的主要sunhuai形式如xia:
  
  (1)模具设ji不合理造成的sunhuai,例如模具结构设ji不合理,沿轴向可能出现裂纹,或者由于bian形zu力过大,沿直径穓iao蚩赡艹鱿至盐疲琷i模具内孔底部或bi面hui出现裂纹,裂纹hui迅速kuo展。
  
  (2)由于磨sun造成的sun伤,模具磨sunhuishi成形零件的尺寸精度chao出gong差穌uanВ砻嬷柿看锊huai揭蟆Ⅻ/span>
  
  因此,在高wen成形条件xia,模具材料应具有以xia特性:
  
  ①高强度和韧性,可承受高静shui压力、抗bian形和冲击zai荷。
  
  ②一定的红色硬度、抗热疲劳性和耐磨性,以承受预热后的交bian应力和wen升。
  
  ③良好的萹ue硇阅芎蛁ie削性能。
  
  根据化学成fen,模具材料可fen为碳su工具钢、di合金工具钢、高合金工具钢、高速钢和钢结硬质合金。
  
  碳su工具钢
  
  碳su工具钢sheng产成本di,可加工性好。萹ue砗螅苫竦胘iao高的硬度和一定的耐磨性。ta可用于制造尺寸小、形状简单、重量轻的模具零件。raner,zhe种钢淬透性差,淬huowen度穌uanд鉮uobian形大,模具零件shi用寿命相对jiaoduan,不适合制造大謝ing秃透丛拥哪>吡慵Ⅻ/span>
  
  di合金工具钢
  
  di合金工具钢含有一定量的合金元su,因此比碳su工具钢具有更高的淬透性和硬化能力,并具有良好的耐磨性。一banlai说,淬huobian形很小,所以广泛用于制造各种形状复杂、bian衱o蟾叩闹xing⌒湍>摺3S玫膁i合金工具钢baokuo9Mn2V、MnCrWV、CrWMn、9CrWMn、MnSi.9SiCr、GCr15等。
  
  高合金工具钢
  
  常用的高铬工具钢baokuoCr12和Cr12MoV,中铬工具钢baokuoCr6WV。高铬工具钢具有高淬透性、高耐磨性和萹ue韇ian形小的优点,广泛用于制造大zai荷、大批量、复杂形状的模具零件。raner,材料的碳化物fen布不均匀,zhe大大降di了强度,并且模具的bian缘在工作shita陷;此wai,淬huowen度的波动hui引起组织和性能的巨大bian化。Cr12MoV由于含碳量di,碳化物fen布不均匀,具有jiao好的强度和韧性。中铬工具钢Cr6WV可以部fen替代Cr12钢。由于钢中碳含量显著降di,碳化物fen布的不均匀性大大竛a疲涑寤魅托缘攘ρ阅苡庞贑r12钢。raner,Cr6WV钢的淬透性和硬化能力比Cr12钢差,且该钢的淬huo开裂倾向jiao大,因此一ban采用fenduan淬huo或空冷,er不shi直接冷you淬huo。
  
  有Cr4W2MoV、Cr4W2MoV和其他di铬含量的空冷微bian形工具钢。Cr4W2MoV钢具有高淬透性、高huihuo稳定性和良好的力学性能,可替代Cr12型钢。zhe种钢淬huo后的硬度略di于Cr12钢。cr2mn 2 si mov钢属于过共析钢。与Cr12钢相比,其碳化物fen布均匀,淬huowen度di(820 ~ 840℃),过热敏竫ing孕。啥托杂庞贑r12钢。zhe种钢的淬透性高,空冷淬huobian形很小。cr2mn 2 si mov钢的huihuo稳定性和力学性能良好,耐磨性略高于Cr12钢。cr2mn 2 si mov钢的zui大缺点shi难以软化和退huo,按照一ban的退huo工艺,硬度很高。
  
  高速钢
  
  模具常用的高速钢shiW18Cr4V、W6M05Cr4V2和6W6M05Cr4V。W18Cr4V钢和W6M05Cr4V2钢含有高合金元su,萹ue砗缶哂懈哂捕取⒏吆煊残院透呖寡骨慷取aner,ta们的碳化物不均匀性和合理的萹ue砉ひ斩阅>呤倜泻艽笥皒iang。
  
  W18Cr4V钢和W6M05Cr4V2钢具有优异的淬透性,小尺寸的模具零件可tong过空气冷quejinxing淬huo。由于钢中含有大量的合金碳化物,在很高的wen度xia淬huo后仍能保持xi小的晶粒,具有很高的力学性能。raner,当ao氏体化wen度tai高shi,由于jiao大的晶粒尺寸和其ta原因,其强度和韧性huibian差。
  
  钢结硬质合金
  
  钢结硬质合金以碳化物为硬质相,比工具钢具有更高的硬度、耐磨性和更好的硬度,由于钢基体的存在,钢结硬质合金比普tong硬质合金具有更高的强度和韧性。jing过退huo和软化后,材料可以承受各种qie削加工,制成形状复杂的模具零件。同shi,钢结硬质合金可以jinxing萹ue怼ing过一定工艺的淬huo和huihuo后,材料可以获得jiao好的力学性能,淬huobian形很小。目前,模具中常用的钢结硬质合金有GT35(以碳化tai为硬质相,铬钼钢为结合相)和TLMW50(以碳化钨为硬质相,铬钼钢为结合相)。
  
  起初,热挤压模具tong常由热模具钢3Cr2W8V制成。为了man足热挤压的需要,chu了3Cr2W8Vwai,综合性能良好的热作模具钢如4Cr5W2VSi、4Cr5MoVSi、4cr 5mo VSI和4Cr4Mo2WVSiyeyi引jin并应用于中国。中国还自xing开发了5Cr4W5Mo2V热作模具钢。此wai,di合金钢4SiCrV和8Cr3保留在国家标zhun中,主要用于轻zai热挤压模具。
  
  3Cr2W8V曾用于热挤压模具和热qie刀。由于钨含量高,该钢具有高的热稳定性和耐磨性,但shi如果钨含量持续zeng加,钢的韧性和抗热疲劳性将降di。降di3Cr2W8V中的碳含量可提高钢的韧性和塑性。在钢中加入铬可以获得足筯uai拇阃感裕瑂hi模具具有更好的抗yang化性和耐腐蚀性。加入少量钒可以jin一步提高钢的耐磨性。3Cr2W8V具有一定的综合力学性能,在过去得到了广泛的应用,但其抗热疲劳性和导热性jiao差。在shi用中,模具容易bian形、磨sun,shen至由于热疲劳er失xiao。
  
  4Cr5W2VSi、4Cr5MoVSi和4Cr5MoV1Si的铬含量为5%,并加入其他元su(钨、钼、钒、硅)。由于高铬含量,ta有很高的淬透性,大尺寸的模具ye可以在淬huoshi用空气冷que,zhe些dushi冷硬化热加工模具钢。zhe种钢jing过高wen淬huo和huihuo后,既有高强度又有高韧性。此wai,铬和硅还可以提高钢的抗yang化性和抗热疲劳性,er钨和钒可以提高钢的耐磨性和热稳定性。用钼代替钨不仅能提高淬透性,er且能提高韧性和抗热疲劳性。4Cr5MoVISi和4cr5movisi钢性能优良,在国waiyi广泛用于制造热挤压模具、高速锤锻模具和铜、钢冲头,ye用于热锻模具。国内试yanyi用于制造高速锻造chi轮模具、yepian锻造模具和謝ing⌒腿榷湍>撸瑇iao果良好。
  
  SCr4W5Mo2V(代号RM2)shiwo国开发的一种矩zhen式热作模具钢。该钢晶粒xi小,偏析小,纯度高,各向异性小。此wai,ta具有高硬度和高wen热稳定性,有利于延长模具的shi用寿命。适用于工作条件恶劣的热挤压模具和精mi锻造chi轮模具。
  
  对于轻zai热挤压模具,可选用标zhun的di合金钢4SiCrV,其热稳定性比shang述钢di,但仍具有jiao高的强度和一定的热疲劳抗力,在热量不大shi可用于挤压碳钢和di合金钢。