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    冷加工模具钢的应用情况如何?

    发布时间:2021-07-12 05:50:08
    冷加工模具钢的应用情况如何?
         冷加工模具钢的应用一直是模具钢生产行业的主要课题。传统上,我国常用的冷加工模具钢包括低合金钢:CrWMn、95SiCr、9Mn2V、GCr15、60Si2Mn等。高合金钢:Cr12、Cr12MoV、高速钢W18Cr4V、不锈钢30Cr13等。这些冷加工模具钢的应用情况如何?我们来看看模具钢小编的介绍。
      
      1、低合金冷作模具钢的应用
      
      高碳钢,如T10A,可用于简单的模具。但高碳钢淬透性差,淬火变形大,耐磨性低,韧性和回火稳定性差,不能用于制造形状复杂、精度要求高、承载能力大的模具。
      
      通过添加适量的铬、镍、锰、钼、钛、钨、钒、硅等合金元素,冶炼出满足模具性能要求的高碳低合金钢。常用的有CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15等。合金元素的加入提高了钢的淬透性,油冷代替水冷降低了模具变形和开裂的趋势。马氏体回火时,
      
      近年来,我国开发了一些新型低合金冷作模具钢。这些钢具有合金含量低、淬透性好、淬火温度低、热处理变形小、强度和韧性好、耐磨性合适的特点,如GD (6CrMnNiMoVSi)钢、CH(7CrSiMnMoV)钢、DS(6CrMnNiMoVWSi)钢和CrNiWMoV钢。GD钢中加入少量的镍和硅,不仅强化了基体,而且提高了低温回火抗力。钼和钒的加入可以细化晶粒,可用于制造易开裂和断裂的模具,使用寿命长。DS钢是一种耐冲击冷加工模具钢,其韧性明显优于高韧性叶片常用工具钢。CH钢与日本SX105V钢成分相同,是一种火焰淬火模具钢,常用于制造汽车等生产线上使用的模具零件。在火焰淬火期间,模具边缘的切割表面被加热,并且高韧性基体被放置在硬化层之下作为衬垫,从而获得长的使用寿命。
      
      2.高韧性高耐磨模具钢的应用
      
      Cr12系列,如Cr12和Cr12MoV钢,由于其组织中有大量共晶碳化物,淬火后有大量残余奥氏体,长期广泛应用于国内大中型冷加工模具中。
      
      Cr12和Cr12MoV钢虽然耐磨性好,但韧性差,热处理后断裂往往是碳化物偏析造成的。为了克服这些缺点,国内外做了大量的研究工作。一方面,努力提高钢的质量,如采用电炉+外部精炼和电渣重熔,以提高钢的纯度、密度、各向同性和均匀性,减少偏析;另一方面,不断研究新钢种,相继开发出各种高韧性、高耐磨性的模具钢,如LD(7Cr7Mo2V2Si)、GM(9Cr6W3Mo2V2)、ER5(Cr8WMoV3Si)。与Cr12模具钢相比,新开发的钢适当降低了碳和铬的含量以改善碳化物偏析,并适当增加了钨、钼和钒的含量以提高二次硬化能力和耐磨性。这些新型模具钢不仅具有较高的强度和韧性,而且具有良好的耐磨性,用它们制造的模具使用寿命得到了延长。
      
      3.高速钢和基体钢的应用
      
      高速钢具有较高的硬度、抗压强度和耐磨性,因此越来越多地用于制造要求高载荷、长寿命的冷加工模具。常用的钢种有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N、W9Mo3Cr4V和为提高韧性而开发的碳钒还原高速钢6W6Mo5Cr4V。这些钢在制造重载冷加工模具中取得了良好的应用效果。
      
      开发基体钢是为了改善高速钢碳化物分布不均匀和韧性差的问题。基体钢一般是指高速钢淬火组织中成分与基体组织化学成分相同的钢。近年来,我国开发了一些基体钢,如65Nb(6Cr4W3Mo2VNb)、CG-2(6cr 4 mo 3 N2 wv)、012Al(5CrMo3SiMnVAl)、LM1(6W8Cr4VTi)、LM2(6Cr5Mo3W2VNb)、RM2(5Cr4W5Mo2V)这些基体钢的主要特点是碳含量略高于高速钢基体,以增加初生碳化物,提高耐磨性。在一些钢中加入少量强碳化物形成元素铌和钛,形成稳定的碳化物,防止淬火时晶粒长大,提高钢的工艺性能。基体钢中共晶碳化物数量少、细小且分布均匀,韧性相对提高,抗弯强度和抗疲劳性能也有所提高。基体钢主要用于要求高强度和足够韧性的冷挤压和冷镦模具,一些基体钢也可用于热加工模具。
      
      4.无磁性高强度模具钢的应用
      
      随着电子工业的发展,对无磁性模具钢的需求大大增加。传统无磁模具钢7Mn15Cr2A13V2WMo是一种高强度奥氏体无磁模具钢,磁导率低,强度和耐磨性好,但由于其冷加工硬化现象,切削困难。因此,国内的科学家和技术人员开发了一些新的非磁性模具,包括A18(18Mn12Cr18NiN)钢、WCG(8Mn15Cr18)钢、50Mn(50Mn18Cr4WN)钢和一些奥氏体不锈钢。这些钢具有低渗透性、高强度和良好的可加工性。
      
      5.钢结硬质合金的应用
      
      硬质合金制成的模具性能比钢好,使用寿命更长,但成本更高,而且由于制造条件的限制,制造复杂形状的模具更加困难。
      
      20世纪60年代,我国开始研究钢结硬质合金,钢结硬质合金是介于合金钢和硬质合金之间的新型材料,具有优异的耐磨性。与硬质合金相比,钢结硬质合金可以切削、锻造、焊接和热处理,具有韧性好、综合力学性能较好、成本较低的特点。我国开发的钢结硬质合金有以碳化钛为硬质相的GT35、R5、DT和Ti,以碳化钨为硬质相的GW50、GJW50和TLMW50等。
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