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    冷加工模具钢材料有哪些以及如何分类?

    发布时间:2021-03-15 02:49:33
    冷加工模具钢材料有哪些以及如何分类?
         模具钢可分为冷加工和热加工。在不同的地方使用,对模具钢的要求是不一样的。所以,具体使用的时候也是如此。冷加工模具钢材料有哪些?让我们了解一下冷加工模具钢。
      
      冷加工模具钢是指用于在冷状态下使金属变形或成形的模具钢。最常用的特种冷作模具钢是Crl2钢,含碳1.45% ~ 2.30%,含铬11% ~ 13%。
      
      由于冷加工模具大多在常温下工作,材料的塑性变形阻力大,模具的工作应力大,工作条件苛刻,因此这种模具的性能一般要求高硬度和耐磨性,足够的强度和适当的韧性。
      
      因此,冷加工模具钢通常主要由高碳组成,以满足高硬度和高耐磨性的需要。如果为了提高模具的抗冲击性能,需要增加韧性,可以使用中碳钢,也可以使用热加工模具钢。在冷加工模具钢中添加合金元素的主要目的是提高淬透性和耐磨性。对于耐磨性要求较高的模具,采用含碳化物形成元素的多元合金钢,如铬、钼、钨、钒等。,是常用的。
      
      从钢的类别来看,冷作模具钢多为共析钢和莱氏体钢,一般属于工具钢的范畴。
      
      性能要求
      
      1.冷加工模具钢的使用性能
      
      1)更高的耐磨性
      
      冷加工模具工作时,表面与毛坯之间有多次摩擦。在这种情况下,模具必须保持低表面粗糙度和高尺寸精度,以防止早期失效。
      
      由于模具材料的硬度和显微组织是影响模具耐磨性的重要因素,为了提高冷加工模具的耐磨性,通常要求模具的硬度比工件高30% ~ 50%,材料的显微组织为回火马氏体或下贝氏体,其上分布有均匀细小的粒状碳化物。为了达到这个目的,钢中碳的质量分数一般在0.60%以上。
      
      2)更高的强度和韧性
      
      模具强度是指模具零件在工作过程中抵抗变形和断裂的能力。强度指标是冷加工模具设计和材料选择的重要依据,包括拉伸屈服点和压缩屈服点。屈服点是衡量模具零件抗塑性变形能力的指标,也是最常用的强度指标。为了获得高强度,模具材料的韧性是根据模具的工作条件决定的。对于冲击载荷大的模具,如冷加工模具和冷镦模具的冲头,由于冲击载荷大,需要较高的韧性。对于一般工况下的冷加工模具,通常要承受能量较小的多次冲击载荷,模具的失效模式为疲劳断裂,因此模具不必具有太高的冲击韧性。
      
      3)抗咬性强
      
      抗咬合性其实就是对“冷焊”的抵抗力。通常在干摩擦条件下,被测模具钢试样和有咬合倾向的材料(如奥氏体钢)进行恒速双摩擦运动,在一定速度下载荷逐渐增大,此时扭矩相应增大。当载荷增加到一定临界值时,扭矩突然急剧增加,意味着咬合发生。这个载荷称为“咬临界载荷”。临界载荷越高,咬合力越强。
      
      4)加热时软化的能力
      
      软化能力反映了温度升高对冷加工模具钢在载荷作用下的硬度、变形抗力和耐磨性的影响。软化温度和二次硬化硬度是表征冷作模具钢抗软化性能的主要指标。
      
      2.冷加工模具钢的工艺性能要求
      
      冷加工模具钢的工艺性能直接关系到模具的制造周期和成本。冷加工模具钢的工艺性能要求主要包括锻造工艺、切削工艺和热处理工艺。
      
      1)锻造工艺性
      
      锻造不仅减少了模具材料的加工余量,节约了钢材,而且改善了模具材料的内部缺陷,如碳化物偏析,减少了有害杂质,改善了钢材的显微组织。
      
      为了获得良好的锻造质量,对可锻性的要求是耐热锻变形性低、塑性好、锻造温度范围宽、锻造裂纹、冷裂纹和网状碳化物析出倾向小。
      
      2)切削工艺性
      
      磨损小,加工的模具表面光滑。冷加工模具钢主要属于过共析钢和莱氏体钢,大部分不易切削。为了获得良好的可加工性,必须正确进行热处理。对于表面质量要求较高的模具,可选用含有S、Ca等元素的易切削模具钢。
      
      3)热处理工艺性
      
      热处理工艺性主要包括淬透性、硬化能力、抗回火性、过热敏感性、氧化脱碳倾向、淬火变形和开裂倾向等。
      
      材料的选择
      
      根据冷加工模具钢的性能要求和形状尺寸,材料的选择有以下几种情况。
      
      (1)应力小、形状简单、尺寸小的模具可用碳素工具钢制造。
      
      (2)普通应力、形状复杂或尺寸较大的模具可用低合金工具钢(如9Mn2V、9SiCr、9CrWMl3、CrWMn、Cr2等)制造。).
      
      (3)工作时要求模具具有高耐磨性、高淬透性、变形小、形状复杂等特点,多采用高碳高铬钢(Crl2、Crl 2MoV等)制造。).此外,还开发了几种替代Crl2型钢的钢材(如Cr6WV、Cr4W2MoV、Cr2Mn2SiWMoV等)。).另外,高速钢,低碳高速钢(6W6M05Cr4V等。)和基体钢(化学成分相当于高速钢正常淬火后基体成分的钢)也可以用来制造这类模具。
      
      (4)刃口较薄的模具采用韧性较好的中碳合金工具钢(如4CrW2Si、6CrW2Si等)。).
      
      选择方法
      
      选择冷加工模具钢时,加工方法、应力状态、成型物体的材料性能、生产数量、板材厚度等。应该考虑。此外,模具尺寸和尺寸精度也是不可忽视的因素。
      
      负荷小或小批量生产时使用低合金工具钢(SKS),负荷大或批量生产时使用冷加工模具钢(SKD),负荷大时使用高速工具钢和粉末高速工具钢。
      
      冷加工模具钢、高速工具钢和高合金高速工具钢适用于耐磨场合,8Cr-2Mo系列模具钢和基体型高速工具钢适用于耐冲击场合。
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