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    常用热作模具钢的型号和热作模具钢的工作条件

    发布时间:2021-03-22 02:26:48
    常用热作模具钢的型号和热作模具钢的工作条件
         热作模具钢是指适用于制造金属热变形模具的合金工具钢,如热锻模、热挤压模、压铸模、热镦模等。由于热加工模具长期在高温高压下工作,因此要求模具材料具有高强度、高硬度和热稳定性,特别是高的热强度、热疲劳、韧性和耐磨性。接下来我们就和大家分享一下常用的热作模具钢的型号以及热作模具钢的工作条件。
      
      1.热加工模具的工作条件
      
      (l)加热模腔的表面金属。通常锤锻模工作时,其模腔表面温度可达300~400℃,热挤压模可达500 ~ 800℃;压铸模具的型腔温度与压铸材料的类型和浇注温度有关。例如,压铸黑色金属时,型腔温度可达1000℃以上。如此高的使用温度将显着降低模具型腔表面的硬度和强度,该表面在使用过程中易于堆积。因此,热模具钢的基本性能要求是高的热塑性变形抗力,包括高温硬度和强度,以及高的热塑性变形抗力,这实际上反映了钢的高回火稳定性。因此,可以找到热作模具钢合金化的第一种途径,即添加Cr、W、Si等合金元素可以提高钢的回火稳定性。
      
      (2)模具型腔表面金属出现热疲劳(开裂)。热锻模具的工作特点是间歇性。每次成型铁水后,模腔表面应用水、油、空气等介质冷却。因此,热模的工作状态是反复加热和冷却,使模腔表面金属反复热胀冷缩,即反复承受拉压应力。结果,模腔表面出现裂纹,这就是所谓的热疲劳现象。因此,对热模具钢提出了第二个基本性能要求,即具有较高的抗热疲劳性能。一般来说,影响钢材抗热疲劳性能的主要因素有:
      
      ①钢的导热系数。钢具有很高的导热性,可以降低模具表面金属的受热程度,从而降低钢的热疲劳倾向。一般认为钢的导热系数与碳含量有关,碳含量高时导热系数低,所以高碳钢不适合热作模具钢。生产中通常使用中碳钢(C0.3%5~0.6%),含碳量过低,会导致钢的硬度和强度降低,也是不利的。
      
      ②钢材临界点的影响。一般钢的临界点(Acl)越高,钢的热疲劳倾向越低。所以钢的临界点一般通过添加合金元素Cr、W、Si来提高。从而提高钢的抗热疲劳性能。
      
      2.热加工模具常用钢
      
      (1)锤锻模具钢。一般来说,锤锻模用钢存在两个突出问题:一是工作时承受冲击载荷,因此对钢的力学性能要求较高,特别是较高的塑性变形抗力和韧性;其次,锤锻模的截面尺寸较大(< 400mm),因此要求钢的淬透性,以保证整个模具的组织和性能均匀。
      
      常用的锤锻建筑用钢有5CrNiMo、5CrMnMo、5CrNiW、5CrNiTi、5CrMnMoSiV。不同类型的锤眼模具应选择不同的材料。特大型或大型锤锻模最好使用5CrNiMo,也可以使用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi。中小型锤锻模通常使用5CrMnMO钢。
      
      (2)热挤压模具用钢。热挤压模具的工作特点是加载速度慢,因此模腔的加热温度高,通常可达500-800℃。这种钢的使用性能应基于高温强度(即高回火稳定性)和高抗热疲劳性。对ak和淬透性的要求可以适当降低。一般热挤压模具的尺寸较小,往往小于70~90毫米
      
      常用的热挤压模具有4CrW2Si、3Cr2W8V和5%Cr热作模具钢,其中4CrW2Si既可用作冷加工模具钢,也可用作热作模具钢。由于用途不同,可以采用不同的热处理方法。冷模采用低淬火温度(870-900℃)和中低温回火处理。热模制作时采用高淬火温度(一般为950-1000℃)和高温回火处理。
      
      (3)压铸模具用钢。一般来说,压铸模具钢的使用性能要求与热挤压模具钢相似,即高回火稳定性和高抗热疲劳性是主要要求。因此,通常选用的钢种与热挤压模具所用钢种基本相同,如4CrW2Si。和3Cr2W8V。但对于熔点较低的锌合金压铸模来说,存在一些差异,如40Cr、30CrMnSi和40CrMo。对于铝镁合金压铸模,可以选择4CrW2Si、4Cr5MoSiV等铜合金压铸模,多采用3Cr2W8V钢。
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