熱作模具鋼與塑料模具鋼

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1、第二節(jié)熱作模具鋼的開發(fā)情況按用途熱鍛模用鋼、熱擠壓模用鋼、壓鑄模用鋼、熱沖裁模用鋼按工作溫度低耐熱鋼（350～370℃）中耐熱鋼（550～600℃）高耐熱鋼（580～650℃）一、常用的熱作模具鋼1、熱鍛模5CrNiMo（大中型鍛模）；5CrMnMo（小型鍛模）；不足：用于更大截面或更高溫度時，淬透性、熱穩(wěn)定性、熱疲勞性及耐磨性不夠。5CrNiMo20世紀30年代。低耐熱、高韌性、淬透性很好；對尺寸效應(yīng)不敏感；低合金熱作模具鋼；400℃以下工作可以保持較高強度；>400℃急劇下降；550℃下降一半。5CrMnMo為節(jié)約鎳而以錳代鎳；淬透性、耐熱疲勞性能比5CrNiMo差；3

2、噸錘以下淺型槽中小型錘鍛模；部分壓力機模塊；<500℃小型熱作模具。2、壓鑄模主要失效形式：熱疲勞；其次是高溫塑性變形；再次是熱熔蝕；最后是熱磨損。牌號：3Cr2W8V；高耐熱性熱作模具鋼；含有較多的易形成碳化物的鉻、鎢元素；相變溫度較高，抵抗冷熱交變的耐熱疲勞性較好；不足：其韌性和塑性較差；熱疲勞性有待提高。二、新型熱作模具鋼1、大截面熱鍛模具鋼1）鋼號45Cr2NiMoVSi（簡稱45Cr2）5Cr2NiMoVSi（簡稱5Cr2）3Cr2MoWVNi、3Cr2MoVNi（代號B2）2）45Cr2和5Cr的特點：淬透性高：既含有較高的Cr和Mo，又加入了少量的V，使CCT

3、曲線上的高溫轉(zhuǎn)變區(qū)上移，低溫轉(zhuǎn)變區(qū)顯著右移，提高淬透性。高溫性能提高：①具有高二次硬化能力，高溫強度比5CrNiMo鋼高50％，熱穩(wěn)定性高出100-150℃，沖擊韌性則相當。②熱磨損性、熱疲勞性及抗熱裂紋擴展的能力也強于5CrNiMo。壽命提高：用于12000t以下機械壓力機模具及16t以下模鍛模具，模具的使用壽命是5CrNiMo鋼制造的同種模具壽命的數(shù)倍。2、中小熱鍛模具鋼問題①模具的表面溫度可達600℃以上，5CrMnMo和5CrNiMo的高溫強度不能滿足要求；②3Cr2W8V鋼的高溫韌性及熱疲勞性能較差。新鋼種2Cr3Mo3VNb3Cr3Mo3VNb4Cr3Mo3W4

4、VNb（代號GR）2Cr3Mo3VNb、3Cr3Mo3VNb的特點加入3％Mo，提高淬透性、熱穩(wěn)定性、防止回火脆性的能力。加入V和Nb，細化晶粒，降低過熱敏感性。③高溫強度高、熱穩(wěn)定性好、塑性韌性好、冷熱疲勞性、熱磨損性能好。應(yīng)用：用于制造不銹鋼（2Cr13）等熱鍛模，軸承凹模和輥鍛模，效果顯著。4Cr3Mo3W4VNb（代號GR）①特點：除Cr、Mo、V和Nb外，又加入了4％W，高溫強度和熱穩(wěn)定性進一步提高；且具有良好冷熱疲勞性能。Nb增強回火抗力及熱強性；與3cr2w8v鋼相比，模具壽命均有大幅度的提高(數(shù)倍或數(shù)十倍）。②應(yīng)用：鎢鉬系熱作模具鋼適用于制造工作溫度600-

5、700C℃的淺型腔中小鍛模，也可用于銅合金熱擠壓模具。3、壓鑄模具鋼常用材料的問題：3Cr2W8V的冷熱疲勞性能較差，模具的使用壽命不高。新材料：4Cr3Mo2MnVNbB（代號Y4）4Cr5Mo2MnVSi（代號Y10）（1）Cr3Mo2MnVNbB（代號Y4）特點①通過合理的成份配比，使其在達到高的熱強性及熱穩(wěn)定性；②同時保持了良好的韌性和塑性，抗冷熱疲勞性能、使用壽命明顯高于3Cr2W8V。應(yīng)用：銅合金壓鑄模、熱擠壓和中小熱鍛模具。（2）4Cr5Mo2MnVSi（代號Y10）特點具有抗冷熱疲勞性能好、熱處理變形小、抗鋁溶損性能好等優(yōu)點，模具的使用壽命比3Cr2W8V鋼

6、提高一倍以上。尤其是冷熱疲勞抗力和裂紋擴展阻力方面明顯優(yōu)于3Cr2W8V鍛造及退火工藝與3Cr2W8V鋼相近，但鍛造溫度范圍寬，鍛造性能良好。應(yīng)用鋁合金壓鑄模、工作溫度在600℃以下的中小熱鍛等模具。模具壽命普通提高1-10倍。4、銅、鋁型材熱擠壓模具鋼工況穿孔針、底模等長時與高溫銅坯接觸、工況較苛刻。用3Cr2W8V或4Cr5Mo5VSi鋼，模具的使用壽命一直較低。4Cr3Mo2NiVNbB（代號HD）鋼：為適應(yīng)700℃左右溫度工作而研制的新型熱作模具鋼；中耐熱韌性熱作模具鋼；除加入3％Mo外，又增加了1％Ni，進一步提高了鋼的韌性和塑性。因此，其斷裂韌性比3Cr2W8V

7、鋼高50％，使用壽命提高一倍。④高溫短時抗拉強度高70％；⑤冷熱疲勞抗力和熱磨損性能分別高出1倍和50％。應(yīng)用：并在軸承環(huán)熱擠沖頭和凹模、汽門擠壓底模、鋼質(zhì)藥筒熱擠壓凸模、銅合金管材擠壓模和穿孔針上成功應(yīng)用。4Cr3Mo2MnVNbB（代號Y4）鋼：制造銅合金擠壓模底模和穿孔針頂頭；模具的使用壽命也比3Cr2W8V鋼制造的模具提高一倍以上。5、高溫玻璃模具鋼性能要求優(yōu)良的抗高溫氧化性能和冷熱疲勞性能；良好的耐腐蝕性能；足夠高的強度；良好的拋光性能；并要易于脫模。常用材料鑄鐵、合金鑄鐵或3Crl3不銹鋼制造新材料：G