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　　　　选择热作模具钢有哪些技巧？

　　

　　　　随着社会经济的发展，对模具钢的需求越来越大。热作模具的工作条件要求热作模具除了具有良好的工艺性能外，在不同温度条件下还应具有较高的强度、韧性、硬度dc53对应国标和热稳定性。这些性能主要由钢的化学成分、冶炼和热处理决定。接下来，我们将与您分享热加工模具钢的选择技巧。

　　

　　　　1.高韧性热作模具钢的应用

　　

　　　　这类钢中碳含量一般在0.5%左右，合金元素总质量分数在3%左右，主要用于热锻模具。传统的热锻模具钢有5CrMnMo、5CrNiMo等。这些钢具有良好的淬透性、良好的冲击性能、良好的导热性和高抗热疲劳性，并能承受400℃左右工作条件下的快速冷却和加热。通常，模具硬化不超过250mm，否则中间会出现中温转变产物。

　　

　　　　由于淬透性的限制，随着模块截面的增加，需要进一步提高模具材料的淬透性，使模具的型芯获得更高、更均匀的性能。为解决这一问题，国内外开发了一系列合金含量提高的高淬透性模具钢，如国产3Cr2MoWVNi钢、5Cr2NiMoVSi钢、4CrMnSiMoV钢等。这些钢在5CrNiMo的基础上，适当降低了碳含量，提高了铬和钼的含量，并加入了适量的钒和硅以提高钢的淬透性。这些新开发的高韧性热作模具钢淬火温度范围宽，淬透性好，高温强度高，具有良好的韧性、热稳定性、耐冷热疲劳性和热耐磨性。在中小型热锻模具中使用时，与5铬锰钼钢和5铬镍钼钢模具相比，使用寿命大大提高。

　　

　　　　2.中耐热韧性钢的应用

　　

　　　　中韧耐热钢的特点是低碳质量分数(一般为0.3% ~ 0.5%)，合金元素含量中等，碳化物形成元素铬、钨、钼、钒较多，高铬含量一般为WCR=3% ~ 5%。WMO=1% ~ 3%，Cr、MO大大提高钢的淬透性；v使钢对过热有更好的敏感性，对提高模具的热硬度和热强度非常有效。在500~600℃范围内具有较高的硬度、热强度和耐磨性，更高可达650℃。这种钢淬透性好，100mm厚工件空冷即可硬化，综合性能好。在GB1299—2000标准中，这些钢是4Cr5MoSiV钢、4Cr5MoSiV1钢、4Cr3Mo3SiV钢、3Cr3Mo3dc53材料热外理W2V钢、4Cr5W2VSi钢等。这些钢用于制造热挤压模具、精密锻造模具、有色金属压铸模具等。，具有良好的应用效果。

　　

　　　　3.高耐热钢的应用

　　

　　　　高耐热热作模具钢含碳量不高，但合金元素含量高。大多数模具钢中合金元素的质量分数为8% ~ 10%，有的达到11%。这种钢具有高耐热性，即高高温强度和高温硬度，可在600~700℃的高温下工作，具有高耐热性、良好的淬透性和强韧性。高耐热性钢适用于要求高耐热性、耐磨性、低韧性和不太复杂形状的模具。主要用于制造压力机镦锻模，加工尺寸小于150mm的模具和压铸模，如高强度钢、不锈钢、钛合金、耐热合金，以及工作温度高(600~690℃)高磨损的热作模具。

　　

　　　　传统热作模具钢3Cr2W8V具有上述特点，可在600~650℃下长期使用，因此广泛应用于高耐热热作模具中。但如果冶炼不当，钢锭较大，模具温度过高，钢水材料DC53过热，3Cr2W8V钢锭中的元素偏析会特别严重，共晶碳化物数量增加，从而导致模具脆断和报废事故时有发生。而且高钨钢容易脱碳，这是模具磨损快、粘模严重、表面出现早期热疲劳裂纹的原因之一。

　　

　　　　为了解决这些问题，我国开发了一些新的钢种，如HD钢和Y系列钢。

　　

　　　　HD(4Cr3Mo2NiVNb)钢是为适应700℃左右的工作温度而开发的一种新型高耐热钢。HD钢以4Cr3Mo3V钢为基础，适当降低Mo和v的含量，加入wni=1%，wNb=0.15，提高了钢的高温韧性和热稳定性，在700℃仍能保持40HRC的硬度。在相同硬度下，HD钢的断裂韧性比3Cr2W8V钢高50%，700℃拉伸强度高70%，冷热疲劳抗力和热磨损性能分别高1倍和5%，HD钢热挤压模具的使用寿命也比3Cr2W8V钢长。

　　

　　　　y系列模具钢是根据我国压铸模具和矿产资源的特点开发的一种新型钢。Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢淬透性好，主要用于铝合金压铸模具。与Y10钢相比，Y4钢中铬和硅的含量降低，碳化物的不均匀性降低。同时，硼用于提高淬透性和热强度。加入少量铌可以提高M6C和MC碳化物的稳定性，因此可以细化晶粒尺寸，降低过热敏感性，提高热强度和热稳定性。可用于880~960℃的铜合金热压铸。压铸模具采用y系列钢，使用寿命比3Cr2W8V钢长得多。

　　

　　　　4.专用热作模具钢的应用

　　

　　　　随着新技术、新工艺的发展，对模具提出了更高的要求。一些常用的热作模具钢已不能满足其应用要求。热作模具必须使用特殊钢，这样模具才能满足技术要求，使用寿命才能大大延长。以下是简要介绍:

　　

　　　　(1)奥氏体热作模具钢的应用

　　

　　　　为了满足高温、耐腐蚀和抗氧化的要求，介绍了奥氏体耐热钢，包括铬镍奥氏体不锈钢耐热钢，如Cr14Ni25Co2V和4cr 14 ni 14 wo；；以DC53的化学成分及高锰奥氏体钢，如5Mn15Cr8Ni5Mo3V钢、7Mn10Cr8Ni10Mo3V钢、7mn 15 Cr 2 al v2mo钢等。这些奥氏体耐热钢已被广泛用作热加工模具材料。

　　

　　　　(2)硬质合金和钢结硬质合金的应用

　　

　　　　制造硬质合金的热加工模具可以直接烧结，无需机加工和热处理。钢结硬质合金是介于硬质合金和工具钢(在冷模具钢的应用中引入)之间的一种新型模具材料，适用于制作热挤压模具、热冲压模具、热平锻模具等。大大延长了模具的使用寿命。

　　

　　　　(3)沉淀硬化热作模具钢

　　

　　　　由于合金碳化物和金属间化合物的析出，这种钢适用于制造精密复杂的热作模具。由于其表面硬度高、耐磨性好，模具型芯仍保持原有的结构和高韧性，从而延长了模具的使用寿命。

　　

　　　　我国开发的ph2 Cr 3 mo 2 ni VSI钢是一种典型的沉淀硬化热作模具钢。

　　

　　　　(4)高速钢耐热钢和冷热基体钢的应用

　　

　　　　W18Cr4V钢可用于需要高热和高强度的热加工模具。可以选择W6Mo5Cr4V作为承受一定冲击载荷所需的热加工模具。高速钢作为热作模具时，工作温度高达600~700℃，强度高，热硬度好，但韧性差。

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