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对于冷作模具钢的性能及应用解析

发布时间:2015-12-26

一、冷作模具钢的性能要求:
    ①.高的硬度和耐磨性。在冷态下冲制螺钉、螺帽、硅钢片、面盆等,被加工的金属在模具中产生很大的塑性变形,模具的工作部分承受很大的压力和强烈的摩擦,要求有高的硬度和耐磨性,通常要求硬度为58~62HRC,以保证模具的几何尺寸和使用寿命。
    ②.较高的强度和韧性。冷作模具在工作时,承受很大的冲击和负荷,甚至有较大的应力集中,因此要求其工作部分有较高的强度和韧性,以保证尺寸的精度并防止崩刃。
    ③.淬透性好,热处理的变形小。
    二、成分特点及常用钢种:
    ①.碳素工具钢和低合金工具钢:
    对于尺寸小、形状简单、工作负荷不大的模具采用这类钢,钢种有T8A、T10A;T12A、Cr2、9Mn2V、9SiCr、CrWMn、Cr6WV等。
    优点:价格便宜,加工性能好,基本上能满足模具的工作要求。
    缺点:碳素工具钢淬透性较差,热处理变形大;耐磨性较差,使用寿命较低。低合金工具钢,由于含有少量的合金元素,淬透性提高,可采用油淬火,晶粒细小,变形减小,如9SiCr、Cr2可用来制造滚丝模等。
    ②.高碳高铬模具钢(为主):主要指Cr12型冷作模具钢。性能特点及用途:淬透性好,淬火变形小,耐磨性好;广泛用于制造负荷大、尺寸大、形状复杂的冷作模具。典型牌号:Cr12、Cr12MoV。
    三、含碳量: 1.4~2.3%,保证与铬形成碳化物,提高硬度和耐磨性。
    四、合金元素: Cr、Mo、V等元素。
    铬(Cr): 11~12%。高铬量,主要是提高淬透性,细化晶粒,形成足够的铬的碳化物,提高钢的耐磨性。一般为12%,过高会使碳化物分布不均。钼(Mo)和钒(V):进一步提高淬透性,细化晶粒。
    其中,钒可形成VC,进一步提高耐磨性和韧性;钼和钒的加入,可减少碳化物的不均匀性。所以Cr12MoV钢较Cr12钢的碳化物分别均匀,强度和韧性高、淬透性高,用于制作截面大、负荷大的冷冲模、挤压模、滚丝模、冷剪刀等。
    五、热处理工艺:
    预备热处理:球化退火。目的是消除应力、降低硬度、便于切削加工,退火后硬度为HB207~255,组织为球状珠光体+细小均匀的碳化物。
    最终热处理:一般淬火+低温回火,组织为M回+细小碳化物+少量A残,硬度高,用于要求高硬度 、高耐磨、热处理变形小的重载模具。这种工艺称为一次硬化法。
    有时,为产生二次硬化,也对Cr12型冷作模具钢进行高温回火,适用于在400~450℃较高温度下工作的负荷不大、受强烈磨损或表面要求渗氮的的模具。称为二次硬化法。