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冷加工模具鋼有哪些常見(jiàn)應(yīng)用？
冷加工模具鋼是指用于在冷狀態(tài)下使金屬變形或成形的模具鋼。我國(guó)常用的傳統(tǒng)冷作模具鋼有低合金鋼:CrWMn、95SiCr、9Mn2V、GCr15、60Si2Mn等。高合金鋼:Cr12、Cr12MoV、高速鋼W18Cr4V、不銹鋼30Cr13等。接下來(lái)，我們將與您分享冷加工模具鋼的常見(jiàn)應(yīng)用。
1.低合金冷作模具鋼的應(yīng)用
高碳鋼，如T10A，可用于簡(jiǎn)單的模具。但高碳鋼淬透性差，淬火變形大，耐磨性低，韌性和回火穩(wěn)定性差，不能用于制造形狀復(fù)雜、精度要求高、承載能力大的模具。
通過(guò)添加適量的鉻、鎳、錳、鉬、鈦、鎢、釩、硅等合金元素，冶煉出滿足模具性能要求的高碳低合金鋼。常用的有CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15等。合金元素的加入提高了鋼的淬透性，油冷代替水冷降低了模具變形和開(kāi)裂的趨勢(shì)。馬氏體回火時(shí)，
近年來(lái)，我國(guó)開(kāi)發(fā)了一些新型低合金冷作模具鋼。這些鋼具有合金含量低、淬透性好、淬火溫度低、熱處理變形小、強(qiáng)度和韌性好、耐磨性合適的特點(diǎn)，如GD(6CrMnNiMoVSi)鋼、CH(7CrSiMnMoV)鋼、DS(6CrMnNiMoVWSi)鋼和CrNiWMoV鋼。GD鋼中加入少量的鎳和硅，不僅強(qiáng)化了基體，而且提高了低溫回火抗力。鉬和釩的加入可以細(xì)化晶粒，可用于制造易開(kāi)裂和斷裂的模具，使用壽命長(zhǎng)。DS鋼是一種耐沖擊冷加工模具鋼，其韌性明顯優(yōu)于高韌性葉片常用工具鋼。CH鋼與718鋼材的熱處理方法日本SX105V鋼成分相同，是一種火焰淬火模具鋼，常用于制造汽車等生產(chǎn)線上使用的模具零件。在火焰淬火期間，模具邊緣的切割表面被加熱，并且高韌性基體被放置在硬化層之下作為襯墊，從而獲得長(zhǎng)的使用壽命。
2.高韌性高耐磨模具鋼的應(yīng)用
Cr12系列，如Cr12和Cr12MoV鋼，由于其組織中有大量共晶碳化物，淬火后有大量殘余奧氏體，長(zhǎng)期廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)大中型冷加工模具中。
Cr12和Cr12MoV鋼雖然耐磨性好，但韌性差，熱處理后斷裂往往是碳化物偏析造成的。為了克服這些缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外做了大量的研究工作。一方面，努力提高鋼的質(zhì)量，如采用電爐+外部精煉和電渣重熔，以提高鋼的純度、密度、各向同性和均勻性，減少偏析；另一方面，不斷研究新鋼種，相繼開(kāi)發(fā)出各種高韌性、高耐磨性的模具鋼，如LD(7Cr7Mo2V2Si)、GM(9Cr6W3Mo2V2)、ER5(Cr8WMoV3Si)。與Cr12模具鋼相比，新開(kāi)發(fā)的鋼適當(dāng)降低了碳和鉻的含量以改善碳化物偏析，并適當(dāng)增加了鎢、鉬和釩的含量以提高二次硬化能力和耐磨性。這些新型模具鋼不僅具有較高的強(qiáng)度和韌性，而且具有良好的耐磨性，用它們制造的模具使用壽命得到了延長(zhǎng)。
3.高速鋼和基體鋼的應(yīng)用
高速鋼具有較高的硬度、抗壓強(qiáng)度和耐磨性，因此越來(lái)越多地用于制造要求高載荷、長(zhǎng)壽命的冷加工模具。常用的鋼種有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N、W9Mo3Cr4V和為提高韌性而開(kāi)發(fā)的碳釩還原高速鋼6W6Mo5Cr4V。這些鋼在制造重載冷加工模具中取得了良好的應(yīng)用效果。
開(kāi)發(fā)基體鋼是為了改善高速鋼碳化物分布不均勻和韌性差的問(wèn)題。基體鋼一般是指高速鋼淬火組織中成分與基體組織化學(xué)成分相同的鋼。近年來(lái)，我國(guó)開(kāi)發(fā)了一些基體鋼，如65Nb(6Cr4W3Mo2VNb)、CG-2(6cr 718模具鋼做吊鉤合適嗎4 mo 3 N2 wv)、012Al(5CrMo3SiMnVAl)、LM1(6W8Cr4VTi)、LM2(6Cr5Mo3W2VNb)、RM2(5Cr4W5Mo2V)這些基體鋼的主要特點(diǎn)是碳含量略高于高速鋼基體，以增加初生碳化物，提高耐磨性。在一些鋼中加入少量強(qiáng)碳化物形成元素鈮和鈦，形成穩(wěn)定的碳化物，防止淬火時(shí)晶粒長(zhǎng)大，提高鋼的工藝性能?；w鋼中共晶碳化物數(shù)量少、細(xì)小且分布均勻，韌性相對(duì)提高，抗彎強(qiáng)度和抗疲勞性能也有所提高。基體鋼主要用于要求高強(qiáng)度和足夠韌性的冷擠壓和冷鐓模具，一些基體鋼也可用于熱加工模具。
4.無(wú)磁性高強(qiáng)度模具鋼的應(yīng)用
隨著電子工業(yè)的發(fā)展，對(duì)無(wú)磁性模具鋼的需求大大增加。傳統(tǒng)無(wú)磁模具鋼7Mn15Cr2A13V2WMo是一種高強(qiáng)度奧氏體無(wú)磁模具鋼，磁導(dǎo)率低，強(qiáng)度和耐磨性好，但由于其冷加工硬化現(xiàn)象，切削困難。因此，國(guó)內(nèi)的科學(xué)家和技術(shù)人員開(kāi)發(fā)了一些新的非磁性模具，包括A18(18Mn12Cr18NiN)鋼、WCG(8Mn15Cr18)鋼、50Mn(50Mn18Cr4WN)鋼和一些奧氏體不銹鋼。這些鋼具有低滲透性、高強(qiáng)度和良好的可加工性。
5.鋼結(jié)硬質(zhì)合金的應(yīng)用
硬質(zhì)合金制成的模具性能比鋼好，使用壽命更長(zhǎng)，但成本更高，而且由于制造條件的限制，制造復(fù)雜形狀的模具更加困難。
20世紀(jì)60年代，我國(guó)開(kāi)始研究鋼結(jié)硬質(zhì)合金，鋼結(jié)硬質(zhì)合金是介于合金鋼和硬質(zhì)合金之間的新型材料，具有優(yōu)異的耐磨性。與硬質(zhì)合金相比，鋼結(jié)硬質(zhì)合金可以切削、鍛造、焊接和熱處理，具有韌性好、綜合力學(xué)性能較好、成本較低的特點(diǎn)。我國(guó)開(kāi)發(fā)的鋼結(jié)硬質(zhì)合金有以碳化鈦為硬質(zhì)相的GT35、R5、DT和Ti，以碳化鎢為硬質(zhì)相的GW50、GJW50和TLMW50等。
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