熱鍛模具用什么材料好

熱鍛模具用什么材料好?近幾年來,我國在研制開發新型模具鋼方面做了大量工作,并對部分國外優良熱作模具鋼進行了國產化研究,為市場提供了優質價廉的模具鋼。

熱鍛模具用什么材料好 第2張

1.已納入國家標準熱作模具鋼

熱作模具鋼系列已納入國家標準《GB/T1299-2000合金工具鋼》,按主要化學成分可分為W系,Cr-Mo系,Cr-W-Mo系等類型。

3Cr2W8V(H21)鋼,具有高熱強性、高熱穩定性、良好的耐磨性和工藝性能,工作溫度達到650℃。缺點:碳化物偏析嚴重,塑性、韌性、導熱性、抗冷熱疲勞性能和抗溶蝕性能較差。我國20世紀50年代從前蘇聯引進,使用壽命不長,且合金度高,成本高,目前國外已基本淘汰。我國由于受鋼種和技術上的限制,目前,仍在大批生產和使用。

4Cr5MoSiV(H11)及4Cr5MoSiV1(H13)鋼高淬透性和淬硬性、高韌性、高熱強性和耐磨性,使用溫度590鋼中碳化物細小分布均勻,抗冷熱疲勞性能和抗溶蝕性能好,冷熱加工性能好。H13鋼(H11鋼的改進型)是目前國內熱鐓鍛鋼、冷鐓模套的主要材料,也是通用性強的熱作模具鋼,是代替3Cr2W8V鋼的理想鋼材,壽命可提高2-3倍。

4Cr3Mo3SiV(H10)鋼具有高韌性,高的抗高溫軟化性能和中等水平的抗磨性能??纱?Cr2W8V鋼制作熱擠壓模。4Cr5W2VSi鋼其熱穩定性高于H13、H21鋼,韌性介于H13、H21之間。適當高速鐓鍛模,使用壽命比H21鋼高0.5-1倍。

3Cr3Mo3W2V(HM1)鋼具有優良的強韌性,較高熱強性、耐磨性、回火穩定性,抗冷熱疲勞性能、冷熱加工性能好,工作溫度700℃以上。該鋼通用性強,適合于制作在高溫、高速、高負荷、急冷急熱條件下工作的模具,其性能優于4Cr5W2VSi和3Cr2W8V鋼,模具壽命比3Cr2W8V鋼提高標準2—3倍。

5Cr4W5MoV(RM2)鋼工作溫度達700℃,具有較高的回火抗力和熱穩定性,高的熱強性,高的高溫硬度和耐磨性,但其韌性和抗熱疲勞性能低于H13鋼。適合于制作有高的高溫強度和抗磨損性能的熱作模具,可代替3Cr2W8V鋼,模具壽命可提高2-4倍。 5Cr4Mo3SiMnVAl(012AI)鋼工作溫度達700℃以上,具有較高的熱強性,高溫硬度,抗回火穩定性、耐磨性和抗熱疲勞性、韌性和熱加工塑性好,氮化性能好??商娲?3Cr2W8V鋼模具壽命可提高3-5倍。

2.部分熱作模具鋼系列已納入部頒標準

4Cr40Mo2WSiV(YB/T210-1976)鋼具有較高的熱穩定性、韌性、耐磨性和抗龜裂性,其穩定性優于4Cr5W2VSi和4Cr5MoSiV1鋼,與3Cr2W8V鋼相近。

3Cr2W8MoV(JB/T6399-1992)鋼是3Cr2W8V鋼的改進型。 3Cr3Mo3VNb(HB5137-1980)鋼一種超高強韌性熱作模具鋼,在高于600℃時,比4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、3Cr2W8V鋼具有更高的高溫強韌性、熱穩定性、熱強性、耐磨性和抗熱疲勞性能,冷熱加工性能好。

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、耐熱疲勞性能及韌性等適中。

5Cr4Mo3W2V鋼用作熱壓鍛模。

4Cr3Mo2V鋼最高溫度達700℃,適合于熱擠壓模。

4Cr3MoSiV鋼工作溫度達700℃,代號CH75。

3Cr3Mo3W2VRE鋼,在3Cr3Mo3W2V鋼中入0.06%RE,細化晶粒,顯著提高塑性、韌性和壽命。 4Cr5MoWVSi鋼熱強性優于H13鋼,具有良好的韌性的抗熱疲勞性,代號H12、適合于熱擠壓模、鐓鍛模。

4Cr3Mo2NiVNb(代號HD)鋼,各類熱作模具;4Cr3Mo2NiVNbB(代號HDB)鋼,提高了斷裂韌性和熱疲勞抗力。工作溫度達700℃以上,使用壽命比3Cr2W8V鋼高2-2.5倍。 5Cr4W3Mo2VSi和5Cr4W3Mo2VNb鋼,代號50Si、50Nb,基體鋼。適合于熱擠壓模。 4Cr5Mo2SiMnV1(代號Y10)和4Cr3Mo3W4VTiNb(代號GR)鋼,新型熱作模具鋼,使用壽命比3Cr2W8V鋼高標準2-6倍,適于制造溫度較高,與工件接觸時間長,易引起熱變形塌陷或熱磨損失效的模具。

6W8Cr4VTi(代號LM1)和6Cr5Mo3W2VSiTi(代號LM2)鋼,具有良好的熱強性,高的等溫強度,高溫硬度,回火穩定性和耐磨性好。冷熱模具兼用鋼,模具壽命比3Cr2W8V鋼高幾倍。 4Cr3Mo2MnVB(代號ER8)和4Cr3Mo2MnVNbB(代號Y4)鋼,模具壽命是3Cr2W8V鋼的2-4倍,熱擠壓模具鋼。

熱鍛模具的熱處理方法

熱處理:一般模具的熱處理溫度和時間可以參考〈熱處理手冊〉或〈機械工程手冊〉。需要注意的是

(1)熱處理應采用合理的工藝減小熱處理變形 (一般采用多段加熱工藝,同時防止加熱開裂),同時考慮所采用的熱處理方式,應避免合金元素的蒸發,在材料淬透性允許的條件下,盡可能采用真空熱處理、氣體淬火技術,減小熱處理變形,避免熱處理后較大的加工余量,導致表面過熱,影響模具壽命。但對淬硬性較差材料或存在高溫下易揮發元素的材料,如含高Ni 等,宜采用鹽浴熱處理。

(2)推薦采用超飽和滲碳熱處理技術,即應用滲碳技術,阻止熱處理表面脫碳,同時提高表面的耐磨性,并利用滲碳淬火后,表面形成高壓應力,提高模具的疲勞抗力。

(3)模具材料中一般含有較高的Cr,Mo,V,W,Nb等高溫、強碳化物形成元素,從而提高模具的強度、紅硬性等性能,在熱處理回火處理中,具有明顯的二次硬化特性,即在低溫回火和高溫回火形成兩次高硬度。因此根據模具的實際使用溫度范圍,可以選擇性應用回火溫度,但是對于熱鍛模具應采用高溫回火工藝,以避免二次回火硬化效應導致使用過程中模具性能的降低。

另一方面,也由于模具材料中一般含有較高的Cr,Mo,V,W,Nb等高溫、強碳化物形成元素,具有很強的抗回火性能,因此需要進行多次的回火,避免回火不充分引起早期的失效(斷裂和龜裂),一般要求至少2次高溫回火(更多采用三次回火工藝)。

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