根據(jù)冷模鋼的使用性能和承載力,每組鋼都有自己合理的應(yīng)用領(lǐng)域。
(1)低淬透冷作模具鋼(含)T7A、T8A、T10A、T12A、V、MnSi、Cr2、9Cr2、CrW5) 該組由碳工具鋼和低合金工具鋼組成。合金元素成分低,加工性能好。淬火后,薄殼具有足夠的韌性和疲勞抗性,但鋼的淬火、淬火和耐磨性較低。通用水淬碳素工具鋼T10A模具鋼與通用水、油淬火冷卻Cr二是主要代表。CrW雖然5鋼韌性低,但耐磨性和抗咬性都很好。
冷模鋼主要適用于中小批量生產(chǎn)的磨具和抗沖擊載荷磨具。
(2)低變冷作模具鋼(含9)Mn2V、9Mn2、 CrWMn、 MnCrWV、9CrWMn、SiMnMo) 該組鋼中合金元素成分超過(guò)(1)組,淬透性好,淬火使用方便,易于控制零件淬火變形。但該組鋼的韌性和淬火阻力仍然較低,剩余的馬氏體為250℃左右淬火溶解,使鋼體積膨脹,提高低溫回火脆性。本組鋼的 MnCrWV9.是各國(guó)綜合型能出色的代表鋼種CrWMn鋼材在美國(guó)、英國(guó)等國(guó)最受歡迎,9Mn二鋼是西歐、捷克等國(guó)家地區(qū)普及的冷沖模鋼種,廣泛應(yīng)用于美國(guó)小型注塑模具中,SiMnMo石墨鋼具有優(yōu)異的抗咬合性和耐磨性。歐美生產(chǎn)了許多鋼廠,但中國(guó)客戶(hù)很少。
該組鋼是中小批量生產(chǎn)外觀復(fù)雜的基種。
(3)微變冷作模具鋼(含)Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、 Cr4W2MoV、Cr2Mn2SiWMoV ) 該組鋼為高合金鋼,屬于低合金過(guò)共析鋼,Cr12MoV鋼是本組鋼的主要代表。該組鋼的基本特點(diǎn)是淬火淬透性高,淬火體力中等,耐磨性高,淬火后體積變化小。但其變形抗性和抗沖擊性有限Cr2Mn2SiWMoV除鋼外,該組鋼還有
耐熱性高。
該組鋼是批量或批量生產(chǎn)冷沖模的前提鋼,以及載冷擠軋模的常用材料。
(4)高韌性冷作模具鋼(含)W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2) 該組鋼是一種強(qiáng)度高、淬火阻力高、耐磨性高的通用高速鋼,是制造冷擠壓模具的基本材料。但該組鋼韌性差,合金元素成本高,制造性能差,淬火回火后變形無(wú)法控制,原材料價(jià)格和后期熱處理價(jià)格昂貴。
(5)高耐磨冷作模具鋼(含6)W6Mo5Cr4V、CG2、65Nb) 該組鋼為中碳高合金鋼,滲碳體過(guò)多,機(jī)構(gòu)對(duì)稱(chēng),淬火機(jī)構(gòu)多為板奧氏體,結(jié)合多合金固溶強(qiáng)化和淬火滲碳體擴(kuò)散強(qiáng)化,其基本特點(diǎn)是強(qiáng)度高、韌性高、抗沖擊疲勞水平高,但缺點(diǎn)是耐熱性低,淬火變形后無(wú)法控制,是一種綜合性能優(yōu)異的輕載冷作模具鋼。
適用于制作大中型冷鐓模和精壓膜。
(6)耐沖擊冷作模具鋼(含4)CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si、60Si2Mn、5CrNiMo、5CrMnMo、5SiMnMoV、9SiCr ) 該組鋼為中碳低合金鋼,也可分為硅錳鋼
60Si2Mn,鉻鎢硅抗沖擊模鋼4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si,熱作模具鋼5CrNiMo、5CrMnMo, 5SiMnMov。其基本特征是抗沖擊疲勞水平**,耐磨性和抗拉強(qiáng)度低,是各種沖剪工具、精壓磨具、冷扎模具的基本材料。其基本特征是抗沖擊疲勞水平**,耐磨性和抗拉強(qiáng)度低,是各種沖剪工具、精壓磨具、冷扎模具的基本材料。其基本特征是抗沖擊疲勞水平**,耐磨性和抗拉強(qiáng)度低,是各種沖剪工具、精壓磨具、冷扎模具的基本材料。
硅錳鋼60Si2Mn一般彈簧鋼適用于內(nèi)六角螺釘冷頭沖針和硬合金型腔預(yù)應(yīng)力套,強(qiáng)度為48~52HRC,還有其他小沖針。鉻鎢硅抗沖擊模具鋼是世界各地廣泛使用的冷熱模具鋼,具有韌性高、耐磨性好、對(duì)等溫淬火適應(yīng)性好等特點(diǎn)。鋼中的鉻和硅能保證淬火、抗疲勞、抗拉強(qiáng)度,鎢能細(xì)化晶粒,保證淬火。
5CrNiMo、5CrMnMo它最初屬于高耐磨熱作模具鋼。由于淬火性強(qiáng),淬火性強(qiáng),在低溫回火或等溫淬火條件下韌性好,特別是缺口敏感性低。國(guó)內(nèi)外選用承重條件差、易破裂的重型冷作模具,但耐磨性低。5SiMnMoV如果厚度超過(guò)20,鋼材主要用于厚鋼板的沖裁工具和輕載沖裁模mm鋼板采用直剪,厚度超過(guò)6mm鋼板選用園盤(pán)剪、大中型園鋼、槽鋼切割剪、中厚板沖裁模、精壓膜等。
(7)低合金空淬模具鋼 鋼淬火性能好,熱處理變形小,韌性好,耐磨性好,是一種低合金氣體淬火微變鋼,可減少模具零件的淬火變形和裂紋。
規(guī)范高合金冷作模具鋼(如D2、A2)淬透性好,但合金含量高,成本高。因此,國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)的一些低合金微型變鋼一般具有提高淬透性的特點(diǎn)Cr、Mn合金元素總含量一般低于5%,適用于精密復(fù)雜的磨具。美國(guó)等具有代表性的鋼材A6.日立金屬公司ACD大同特鋼公司37鋼G愛(ài)知鋼公司04鋼AKS3鋼等。
我國(guó)的GD鋼,經(jīng)900℃粹火和200℃淬火后,可在鋼組織中保持一定量的殘余奧氏體,具有良好的韌性和尺寸穩(wěn)定性。適用于制造易碎片破裂的冷沖模具,堅(jiān)固耐用。
(8)鋼鐵火焰淬火模具 為了減少模具加工周期,簡(jiǎn)化熱處理方法,節(jié)約資源,降低模具加工成本,日本開(kāi)發(fā)了一些特殊的冷模鋼,以滿足火焰淬火的需要。比較典型,比如愛(ài)知鋼SX105V(7CrSiMnMoV)、SX4(Cr8)日立金屬HMD5、HMD1.大同特鋼公司G05鋼等,我國(guó)已開(kāi)發(fā)7Cr7SiMnMoV。
模具制造后,這種火焰淬火鋼可以通過(guò)氧乙炔噴槍或其他加熱器加熱模具葉片或其他部件,老化后可以直接使用。由于工藝簡(jiǎn)單,廣泛應(yīng)用于日本。七種象征性鋼種CrSiMnMoV,淬透性好,在Φ80mm鋼在油中淬火時(shí),距表面30mm強(qiáng)度能高達(dá)60HRC,心與表面的硬度差為3HRC,180~200火焰淬火時(shí)℃將噴槍加熱到900~100000℃淬火可達(dá)到強(qiáng)度≥60HRC,可獲得≥1.5mm的淬硬層。
(9)冷模具鋼韌性高,耐磨性高 為了提高冷模鋼的韌性,降低鋼的耐磨性,一些海外模具鋼生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)發(fā)了一系列高耐磨性、高耐磨性的冷模鋼。這種鋼的碳含量一般在1%左右Cr8.0%,加入Mo、V、Si滲碳體小,遍布勻稱(chēng),韌性遠(yuǎn)高于其他合金元素Cr12槽鋼耐磨性相似。其強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性高于Cr適用于高速?zèng)_床和多工位沖床。
釩合金于20世紀(jì)70年代首次開(kāi)發(fā) VascoDie(8Cr8Mo2V2Si),這種鋼在美國(guó)蓬勃發(fā)展 CRUCIBLE企業(yè)研發(fā)的 CRU-WEAR鋼, Timken的 Lescowear,BOHLERK日本山陽(yáng)特340鋼QCM八、大同特鋼DC53,愛(ài)知制鋼公司SX5(Cr8MoV),TCD等鋼。中國(guó)也在發(fā)展LD鋼、GM鋼、ER5鋼等。中國(guó)也在發(fā)展LD鋼、GM鋼、ER中國(guó)也在發(fā)展。LD鋼、GM鋼、ER5鋼等。
具有代表性的鋼種是低V含量的日本DC53鋼和高V成分CRU-WEAR鋼。
DC淬火后使用53鋼,韌性比D2倍左右,抗疲勞性能比D2高于20%;CRU- WEAR鋼冷軋后,淬火后強(qiáng)度達(dá)到225-25HBS,淬火后硬度可達(dá)63HRC,在480~570℃淬火時(shí),二次硬化效果顯著,鋼的耐磨性和韌性?xún)?yōu)于D2鋼。
?。?0)基材鋼 由于其優(yōu)異的耐磨性和紅硬性,高速鋼已廣泛應(yīng)用于制造日本通用標(biāo)準(zhǔn)的高性能、高壽命的冷磨SKH51(W6Mo5Cr4V2)等。為了適應(yīng)模具的規(guī)定,通常根據(jù)降低淬火溫度、淬火硬度或高速鋼中的碳含量來(lái)提高韌性。
由高速鋼制成的基材鋼,其成分相當(dāng)于快速鋼淬火后的基材成分。因此,淬火后殘留滲碳體數(shù)量少,遍布勻稱(chēng),大大提高了鋼的韌性。20世紀(jì)70年代初,美國(guó)和日本討論了品牌 VascoMA、 VascoMatrixl和MOD新開(kāi)發(fā)的2基鋼DRM1、DRM2、DRM3.一般用于規(guī)定韌性高、抗回火穩(wěn)定性好的冷模。我國(guó)還開(kāi)發(fā)了一些基材鋼,如65Nb(65Cr4W3Mo2VNb)、65W8Cr4VTi、65Cr5Mo3W2VSiTi 等鋼。
該鋼具有良好的韌性,廣泛應(yīng)用于冷擠壓、厚板冷沖壓、滾軸、壓印模具、冷扎磨具等。
(11)粉末冶金模具鋼 萊氏體高合金冷模鋼,特別是大截面鋼,共晶滲碳厚度不均勻,嚴(yán)重降低了鋼的韌性、可磨性和等向性。因此,近年來(lái),海外工業(yè)模具鋼制造的關(guān)鍵特種鋼公司致力于開(kāi)發(fā)一系列粉末未冶金高速鋼和高合金模具鋼,使該鋼蓬勃發(fā)展。
粉未冶金生產(chǎn)模具鋼已成為美國(guó)國(guó)外的重要發(fā)展前景 CRUCIBLE工廠年產(chǎn)1200t生產(chǎn)奧地利 BOHLER粉末工具鋼(通常是高速鋼和冷模具鋼)僅在2002年生產(chǎn)t。由于霧化鋼粉冷卻速度快,粉末冶金工藝形成的滲碳體細(xì)膩勻稱(chēng),顯著提高了模具材料的韌性、可磨性和等向性。由于滲碳體細(xì)膩勻稱(chēng),這種特殊的生產(chǎn)工藝提高了加工和切削特性。在日本大同開(kāi)發(fā)了一系列新的鋼種,在鋼中加入更高的碳含量和釩成分DEX系列(DEX40,DEX60,DEX80等),日立金屬HAP系列,不二越FAX系列,瑞典 UDDEHOLM的VA-NADIS系列,法國(guó) Erasteel的ASP系列。美國(guó) CRUCIBLE粉末冶金模具鋼蓬勃發(fā)展,產(chǎn)生 CPM1V、CPM3V、CPM10V、CPM15V與一般工藝制造的工模鋼相比,一系列粉末冶金鋼的可磨性和韌性明顯提高。20世紀(jì)80年代,中國(guó)研究了粉未冶金高速鋼,但沒(méi)有現(xiàn)代化。