熱(re)鍛(duan)模具用什(shen)么材(cai)料 熱(re)鍛(duan)模具的(de)熱(re)處理方法(fa)
熱端模具用什么材料
1.已納入國家標準熱作模具鋼
熱作模具(ju)鋼系(xi)列已納(na)入國家標準《GB/T1299-2000合金工具(ju)鋼》,按主(zhu)要化學成分可分為W系(xi),Cr-Mo系(xi),Cr-W-Mo系(xi)等(deng)類型。
3Cr2W8V(H21)鋼(gang),具有(you)高(gao)熱(re)強性(xing)(xing)、高(gao)熱(re)穩定性(xing)(xing)、良好的耐磨性(xing)(xing)和工(gong)藝(yi)性(xing)(xing)能,工(gong)作溫度(du)達到(dao)650℃。缺(que)點:碳化物偏析嚴重(zhong),塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)、導熱(re)性(xing)(xing)、抗冷熱(re)疲勞性(xing)(xing)能和抗溶(rong)蝕性(xing)(xing)能較差(cha)。我國20世(shi)紀50年(nian)代(dai)從前(qian)蘇聯引進,使(shi)用壽(shou)命不長,且合金度(du)高(gao),成本高(gao),目前(qian)國外已基本淘汰。我國由于(yu)受鋼(gang)種和技(ji)術(shu)上的限制(zhi),目前(qian),仍(reng)在(zai)大批生產(chan)和使(shi)用。
4Cr5MoSiV(H11)及4Cr5MoSiV1(H13)鋼(gang)(gang)高(gao)(gao)淬透性(xing)(xing)和淬硬性(xing)(xing)、高(gao)(gao)韌(ren)性(xing)(xing)、高(gao)(gao)熱(re)(re)強(qiang)(qiang)性(xing)(xing)和耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing),使用(yong)溫度590鋼(gang)(gang)中碳(tan)化物細小分布均勻,抗(kang)冷(leng)熱(re)(re)疲勞性(xing)(xing)能和抗(kang)溶蝕性(xing)(xing)能好,冷(leng)熱(re)(re)加工(gong)性(xing)(xing)能好。H13鋼(gang)(gang)(H11鋼(gang)(gang)的(de)(de)改進型)是目(mu)前國內(nei)熱(re)(re)鐓(dui)鍛鋼(gang)(gang)、冷(leng)鐓(dui)模(mo)套的(de)(de)主要材料,也是通用(yong)性(xing)(xing)強(qiang)(qiang)的(de)(de)熱(re)(re)作模(mo)具鋼(gang)(gang),是代替(ti)3Cr2W8V鋼(gang)(gang)的(de)(de)理想鋼(gang)(gang)材,壽(shou)命可提高(gao)(gao)2-3倍。
4Cr3Mo3SiV(H10)鋼(gang)具有高韌性(xing),高的抗(kang)高溫軟化性(xing)能和中等水(shui)平的抗(kang)磨性(xing)能。可(ke)代替3Cr2W8V鋼(gang)制作熱擠(ji)壓模。4Cr5W2VSi鋼(gang)其(qi)熱穩定性(xing)高于H13、H21鋼(gang),韌性(xing)介(jie)于H13、H21之間。適當高速鐓鍛模,使用壽命比H21鋼(gang)高0.5-1倍。
3Cr3Mo3W2V(HM1)鋼(gang)(gang)具(ju)有優良的(de)強(qiang)韌性,較高(gao)熱(re)強(qiang)性、耐磨性、回(hui)火穩(wen)定性,抗冷(leng)熱(re)疲勞性能(neng)、冷(leng)熱(re)加工性能(neng)好,工作(zuo)溫(wen)(wen)度700℃以上。該鋼(gang)(gang)通用性強(qiang),適合于制作(zuo)在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)、高(gao)速、高(gao)負荷、急(ji)冷(leng)急(ji)熱(re)條件下工作(zuo)的(de)模(mo)具(ju),其性能(neng)優于4Cr5W2VSi和3Cr2W8V鋼(gang)(gang),模(mo)具(ju)壽命(ming)比(bi)3Cr2W8V鋼(gang)(gang)提(ti)高(gao)標準(zhun)2—3倍。
5Cr4W5MoV(RM2)鋼(gang)(gang)工作(zuo)溫(wen)度(du)達700℃,具(ju)(ju)(ju)有較高(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)回(hui)(hui)火抗(kang)(kang)(kang)力和(he)熱(re)穩定性(xing)(xing)(xing),高(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)熱(re)強(qiang)性(xing)(xing)(xing),高(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)硬度(du)和(he)耐磨(mo)性(xing)(xing)(xing),但其韌(ren)性(xing)(xing)(xing)和(he)抗(kang)(kang)(kang)熱(re)疲勞性(xing)(xing)(xing)能低(di)于H13鋼(gang)(gang)。適合(he)于制(zhi)作(zuo)有高(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)強(qiang)度(du)和(he)抗(kang)(kang)(kang)磨(mo)損性(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)熱(re)作(zuo)模具(ju)(ju)(ju),可(ke)代替3Cr2W8V鋼(gang)(gang),模具(ju)(ju)(ju)壽(shou)命(ming)可(ke)提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)2-4倍(bei)。 5Cr4Mo3SiMnVAl(012AI)鋼(gang)(gang)工作(zuo)溫(wen)度(du)達700℃以上(shang),具(ju)(ju)(ju)有較高(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)熱(re)強(qiang)性(xing)(xing)(xing),高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)硬度(du),抗(kang)(kang)(kang)回(hui)(hui)火穩定性(xing)(xing)(xing)、耐磨(mo)性(xing)(xing)(xing)和(he)抗(kang)(kang)(kang)熱(re)疲勞性(xing)(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)(xing)和(he)熱(re)加工塑性(xing)(xing)(xing)好,氮化性(xing)(xing)(xing)能好。可(ke)替代 3Cr2W8V鋼(gang)(gang)模具(ju)(ju)(ju)壽(shou)命(ming)可(ke)提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)3-5倍(bei)。
2.部分熱作模具鋼系列已納入部頒標準
4Cr40Mo2WSiV(YB/T210-1976)鋼(gang)具(ju)有較高的(de)熱穩(wen)定(ding)性(xing)、韌性(xing)、耐磨性(xing)和抗龜裂性(xing),其穩(wen)定(ding)性(xing)優于(yu)4Cr5W2VSi和4Cr5MoSiV1鋼(gang),與3Cr2W8V鋼(gang)相近。
3Cr2W8MoV(JB/T6399-1992)鋼是3Cr2W8V鋼的改進型。 3Cr3Mo3VNb(HB5137-1980)鋼一(yi)種超高強(qiang)韌(ren)性熱(re)作模具鋼,在高于600℃時,比(bi)4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、3Cr2W8V鋼具有更高的高溫(wen)強(qiang)韌(ren)性、熱(re)穩定性、熱(re)強(qiang)性、耐磨性和抗熱(re)疲勞性能(neng),冷熱(re)加工(gong)性能(neng)好(hao)。
3.部分試用熱作模具鋼系列未納入標準
3Cr3Mo3V鋼熱穩定性、硬度、耐熱疲勞性能(neng)及韌性等適中(zhong)。
5Cr4Mo3W2V鋼用(yong)作熱(re)壓鍛模。
4Cr3Mo2V鋼(gang)最高溫度達700℃,適合(he)于熱擠壓(ya)模(mo)。
4Cr3MoSiV鋼工作溫度達(da)700℃,代(dai)號CH75。
3Cr3Mo3W2VRE鋼(gang)(gang)(gang),在(zai)3Cr3Mo3W2V鋼(gang)(gang)(gang)中入0.06%RE,細化晶(jing)粒,顯著提高塑性(xing)、韌性(xing)和(he)壽命。 4Cr5MoWVSi鋼(gang)(gang)(gang)熱強性(xing)優于H13鋼(gang)(gang)(gang),具有良好的韌性(xing)的抗熱疲勞(lao)性(xing),代號(hao)H12、適合于熱擠壓(ya)模(mo)、鐓(dui)鍛模(mo)。
4Cr3Mo2NiVNb(代號HD)鋼(gang),各(ge)類熱(re)(re)(re)作模(mo)(mo)具;4Cr3Mo2NiVNbB(代號HDB)鋼(gang),提(ti)高(gao)(gao)了斷(duan)裂(lie)韌性(xing)和熱(re)(re)(re)疲勞(lao)抗力。工作溫度達(da)700℃以上,使(shi)(shi)用壽命比3Cr2W8V鋼(gang)高(gao)(gao)2-2.5倍(bei)。 5Cr4W3Mo2VSi和5Cr4W3Mo2VNb鋼(gang),代號50Si、50Nb,基體鋼(gang)。適合于熱(re)(re)(re)擠壓(ya)模(mo)(mo)。 4Cr5Mo2SiMnV1(代號Y10)和4Cr3Mo3W4VTiNb(代號GR)鋼(gang),新型熱(re)(re)(re)作模(mo)(mo)具鋼(gang),使(shi)(shi)用壽命比3Cr2W8V鋼(gang)高(gao)(gao)標準2-6倍(bei),適于制(zhi)造溫度較高(gao)(gao),與工件接觸(chu)時(shi)間長,易引起熱(re)(re)(re)變(bian)形塌陷(xian)或熱(re)(re)(re)磨損(sun)失效的模(mo)(mo)具。
6W8Cr4VTi(代號LM1)和6Cr5Mo3W2VSiTi(代號LM2)鋼(gang),具(ju)(ju)有良(liang)好的熱強性(xing),高的等(deng)溫(wen)強度(du),高溫(wen)硬度(du),回(hui)火(huo)穩定(ding)性(xing)和耐磨性(xing)好。冷熱模(mo)(mo)具(ju)(ju)兼(jian)用鋼(gang),模(mo)(mo)具(ju)(ju)壽命比3Cr2W8V鋼(gang)高幾(ji)倍。 4Cr3Mo2MnVB(代號ER8)和4Cr3Mo2MnVNbB(代號Y4)鋼(gang),模(mo)(mo)具(ju)(ju)壽命是3Cr2W8V鋼(gang)的2-4倍,熱擠壓模(mo)(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)。
熱鍛模具的熱處理方法
熱處理(li)(li):一般模具的(de)熱處理(li)(li)溫度(du)和時(shi)間可以參(can)考〈熱處理(li)(li)手冊〉或(huo)〈機械工程(cheng)手冊〉。需要注意的(de)是(shi)
(1)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)應(ying)采(cai)(cai)用合理(li)(li)的(de)工(gong)(gong)藝減小熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)變(bian)形 (一般采(cai)(cai)用多段加(jia)熱(re)(re)工(gong)(gong)藝,同(tong)時防止加(jia)熱(re)(re)開裂(lie)),同(tong)時考慮所采(cai)(cai)用的(de)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)方式(shi),應(ying)避免合金(jin)元素的(de)蒸(zheng)發,在(zai)(zai)材(cai)料淬(cui)透性(xing)允許的(de)條件下,盡(jin)可能采(cai)(cai)用真空(kong)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)、氣體淬(cui)火(huo)技(ji)術,減小熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)變(bian)形,避免熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)后較大的(de)加(jia)工(gong)(gong)余量,導致(zhi)表面過熱(re)(re),影響(xiang)模具壽(shou)命。但對淬(cui)硬性(xing)較差(cha)材(cai)料或(huo)存在(zai)(zai)高(gao)溫下易揮發元素的(de)材(cai)料,如含高(gao)Ni 等,宜(yi)采(cai)(cai)用鹽浴熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)。
(2)推薦采用超飽和滲(shen)碳熱處理(li)技(ji)術,即(ji)應用滲(shen)碳技(ji)術,阻止熱處理(li)表(biao)(biao)面(mian)脫碳,同時提(ti)高(gao)(gao)表(biao)(biao)面(mian)的耐磨(mo)性,并(bing)利用滲(shen)碳淬火后(hou),表(biao)(biao)面(mian)形成高(gao)(gao)壓應力(li),提(ti)高(gao)(gao)模具的疲勞抗(kang)力(li)。
(3)模(mo)(mo)具材料(liao)中(zhong)一般含有較高(gao)(gao)的(de)Cr,Mo,V,W,Nb等高(gao)(gao)溫、強碳化(hua)物形(xing)成元素,從而提高(gao)(gao)模(mo)(mo)具的(de)強度(du)(du)、紅硬性等性能,在(zai)熱(re)處理(li)回(hui)(hui)火處理(li)中(zhong),具有明顯的(de)二次硬化(hua)特性,即在(zai)低溫回(hui)(hui)火和高(gao)(gao)溫回(hui)(hui)火形(xing)成兩次高(gao)(gao)硬度(du)(du)。因此根據(ju)模(mo)(mo)具的(de)實際使(shi)用溫度(du)(du)范圍,可以選擇性應(ying)(ying)用回(hui)(hui)火溫度(du)(du),但是對于熱(re)鍛模(mo)(mo)具應(ying)(ying)采用高(gao)(gao)溫回(hui)(hui)火工藝,以避免(mian)二次回(hui)(hui)火硬化(hua)效應(ying)(ying)導致使(shi)用過程中(zhong)模(mo)(mo)具性能的(de)降低。
另一(yi)方面(mian),也由于模具(ju)(ju)材料中一(yi)般含有(you)(you)較高(gao)的(de)Cr,Mo,V,W,Nb等高(gao)溫、強碳化物形成(cheng)元素(su),具(ju)(ju)有(you)(you)很強的(de)抗回火(huo)性能,因(yin)此需(xu)要(yao)進(jin)行多次的(de)回火(huo),避(bi)免回火(huo)不充(chong)分引起(qi)早期的(de)失(shi)效(斷裂和(he)龜裂),一(yi)般要(yao)求至少2次高(gao)溫回火(huo)(更多采用三次回火(huo)工(gong)藝)。