熱鍛模具用什么材(cai)料 熱鍛模具的熱處理方法

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(gang)系(xi)(xi)(xi)列已納入國家標(biao)準《GB/T1299-2000合金(jin)工具(ju)鋼(gang)》，按主要(yao)化學(xue)成分(fen)可(ke)分(fen)為W系(xi)(xi)(xi)，Cr-Mo系(xi)(xi)(xi)，Cr-W-Mo系(xi)(xi)(xi)等類型。

3Cr2W8V（H21）鋼(gang)，具有高熱(re)(re)(re)強性(xing)、高熱(re)(re)(re)穩定性(xing)、良好(hao)的耐磨性(xing)和(he)(he)工(gong)藝性(xing)能，工(gong)作溫度達到(dao)650℃。缺點：碳(tan)化(hua)物偏析嚴(yan)重(zhong)，塑性(xing)、韌性(xing)、導熱(re)(re)(re)性(xing)、抗冷熱(re)(re)(re)疲勞性(xing)能和(he)(he)抗溶蝕性(xing)能較差。我(wo)國(guo)20世紀50年代從前(qian)(qian)蘇聯引進，使用壽命不長(chang)，且合金度高，成本高，目(mu)前(qian)(qian)國(guo)外(wai)已基本淘汰。我(wo)國(guo)由于受(shou)鋼(gang)種和(he)(he)技術(shu)上的限(xian)制，目(mu)前(qian)(qian)，仍在(zai)大批生產和(he)(he)使用。

4Cr5MoSiV（H11）及4Cr5MoSiV1（H13）鋼(gang)(gang)(gang)高(gao)(gao)淬(cui)透性(xing)(xing)(xing)和淬(cui)硬性(xing)(xing)(xing)、高(gao)(gao)韌性(xing)(xing)(xing)、高(gao)(gao)熱(re)強性(xing)(xing)(xing)和耐磨(mo)性(xing)(xing)(xing)，使用溫度(du)590鋼(gang)(gang)(gang)中碳化物細(xi)小分布均勻，抗冷(leng)熱(re)疲勞性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和抗溶蝕性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)好，冷(leng)熱(re)加工性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)好。H13鋼(gang)(gang)(gang)（H11鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)改(gai)進型）是(shi)目前國內熱(re)鐓鍛鋼(gang)(gang)(gang)、冷(leng)鐓模套的(de)(de)主要(yao)材(cai)料，也是(shi)通用性(xing)(xing)(xing)強的(de)(de)熱(re)作模具鋼(gang)(gang)(gang)，是(shi)代替3Cr2W8V鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)理想鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)，壽命(ming)可(ke)提高(gao)(gao)2-3倍。

4Cr3Mo3SiV（H10）鋼具有高(gao)(gao)韌(ren)性(xing)(xing)，高(gao)(gao)的抗(kang)高(gao)(gao)溫軟(ruan)化性(xing)(xing)能(neng)和中(zhong)等水平的抗(kang)磨性(xing)(xing)能(neng)。可代(dai)替3Cr2W8V鋼制作(zuo)熱擠壓模(mo)。4Cr5W2VSi鋼其熱穩定性(xing)(xing)高(gao)(gao)于(yu)H13、H21鋼，韌(ren)性(xing)(xing)介(jie)于(yu)H13、H21之間(jian)。適(shi)當高(gao)(gao)速鐓鍛模(mo)，使用壽命比H21鋼高(gao)(gao)0.5-1倍。

3Cr3Mo3W2V（HM1）鋼具有(you)優良(liang)的(de)強韌(ren)性(xing)(xing)(xing)，較高(gao)熱強性(xing)(xing)(xing)、耐磨性(xing)(xing)(xing)、回火穩定性(xing)(xing)(xing)，抗(kang)冷(leng)熱疲勞性(xing)(xing)(xing)能、冷(leng)熱加工(gong)(gong)性(xing)(xing)(xing)能好，工(gong)(gong)作溫度700℃以上。該鋼通用性(xing)(xing)(xing)強，適合于(yu)制作在高(gao)溫、高(gao)速、高(gao)負荷、急冷(leng)急熱條件下工(gong)(gong)作的(de)模(mo)具，其性(xing)(xing)(xing)能優于(yu)4Cr5W2VSi和3Cr2W8V鋼，模(mo)具壽命比3Cr2W8V鋼提高(gao)標準2—3倍。

5Cr4W5MoV（RM2）鋼(gang)(gang)工(gong)作(zuo)溫(wen)(wen)度達700℃，具(ju)(ju)有較高(gao)的(de)回(hui)火抗(kang)(kang)力(li)和(he)(he)熱穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，高(gao)的(de)熱強性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，高(gao)的(de)高(gao)溫(wen)(wen)硬度和(he)(he)耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，但其韌(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)抗(kang)(kang)熱疲(pi)勞(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)低于H13鋼(gang)(gang)。適合于制作(zuo)有高(gao)的(de)高(gao)溫(wen)(wen)強度和(he)(he)抗(kang)(kang)磨(mo)損性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)熱作(zuo)模(mo)具(ju)(ju)，可(ke)代替3Cr2W8V鋼(gang)(gang)，模(mo)具(ju)(ju)壽(shou)命可(ke)提(ti)高(gao)2-4倍。 5Cr4Mo3SiMnVAl（012AI）鋼(gang)(gang)工(gong)作(zuo)溫(wen)(wen)度達700℃以上，具(ju)(ju)有較高(gao)的(de)熱強性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，高(gao)溫(wen)(wen)硬度，抗(kang)(kang)回(hui)火穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)抗(kang)(kang)熱疲(pi)勞(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、韌(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)熱加(jia)工(gong)塑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)好，氮(dan)化性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)好。可(ke)替代 3Cr2W8V鋼(gang)(gang)模(mo)具(ju)(ju)壽(shou)命可(ke)提(ti)高(gao)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(wen)定性(xing)、韌性(xing)、耐磨性(xing)和(he)(he)抗龜裂性(xing)，其穩(wen)定性(xing)優于4Cr5W2VSi和(he)(he)4Cr5MoSiV1鋼，與3Cr2W8V鋼相近。

3Cr2W8MoV（JB/T6399-1992）鋼是3Cr2W8V鋼的改進型。 3Cr3Mo3VNb（HB5137-1980）鋼一(yi)種(zhong)超高(gao)強(qiang)(qiang)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)熱(re)作模(mo)具(ju)鋼，在高(gao)于(yu)600℃時，比4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、3Cr2W8V鋼具(ju)有更高(gao)的高(gao)溫強(qiang)(qiang)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)、熱(re)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)、熱(re)強(qiang)(qiang)性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐磨性(xing)(xing)(xing)(xing)和抗熱(re)疲勞性(xing)(xing)(xing)(xing)能，冷(leng)熱(re)加工(gong)性(xing)(xing)(xing)(xing)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(xing)、硬度(du)、耐熱疲勞性(xing)能及韌性(xing)等(deng)適中。

5Cr4Mo3W2V鋼用作熱壓(ya)鍛模。

4Cr3Mo2V鋼最高溫(wen)度(du)達700℃，適合于熱擠壓模。

4Cr3MoSiV鋼工(gong)作溫度(du)達(da)700℃，代號CH75。

3Cr3Mo3W2VRE鋼(gang)(gang)(gang)，在3Cr3Mo3W2V鋼(gang)(gang)(gang)中入0.06%RE,細化(hua)晶粒,顯著提高塑性、韌性和壽(shou)命(ming)。 4Cr5MoWVSi鋼(gang)(gang)(gang)熱強(qiang)性優于H13鋼(gang)(gang)(gang)，具有良好的(de)韌性的(de)抗熱疲勞性，代號H12、適(shi)合于熱擠壓模、鐓鍛模。

4Cr3Mo2NiVNb（代(dai)號HD）鋼(gang)(gang)，各類(lei)熱(re)(re)作模(mo)具；4Cr3Mo2NiVNbB（代(dai)號HDB）鋼(gang)(gang)，提高了斷裂韌(ren)性(xing)和(he)熱(re)(re)疲勞(lao)抗力。工(gong)作溫(wen)度達700℃以上，使用壽命(ming)比(bi)3Cr2W8V鋼(gang)(gang)高2-2.5倍(bei)。 5Cr4W3Mo2VSi和(he)5Cr4W3Mo2VNb鋼(gang)(gang)，代(dai)號50Si、50Nb，基(ji)體鋼(gang)(gang)。適合于(yu)熱(re)(re)擠壓模(mo)。 4Cr5Mo2SiMnV1(代(dai)號Y10)和(he)4Cr3Mo3W4VTiNb(代(dai)號GR)鋼(gang)(gang)，新型熱(re)(re)作模(mo)具鋼(gang)(gang)，使用壽命(ming)比(bi)3Cr2W8V鋼(gang)(gang)高標準2-6倍(bei)，適于(yu)制造溫(wen)度較高，與工(gong)件接(jie)觸時間長，易引起熱(re)(re)變(bian)形(xing)塌陷或熱(re)(re)磨(mo)損失效的模(mo)具。

6W8Cr4VTi（代號(hao)(hao)LM1）和6Cr5Mo3W2VSiTi（代號(hao)(hao)LM2）鋼(gang)，具(ju)有良好(hao)的(de)(de)熱(re)強(qiang)性(xing)，高(gao)的(de)(de)等(deng)溫強(qiang)度，高(gao)溫硬度，回火穩定性(xing)和耐磨性(xing)好(hao)。冷(leng)熱(re)模具(ju)兼用(yong)鋼(gang)，模具(ju)壽(shou)命(ming)比3Cr2W8V鋼(gang)高(gao)幾倍。 4Cr3Mo2MnVB（代號(hao)(hao)ER8）和4Cr3Mo2MnVNbB(代號(hao)(hao)Y4)鋼(gang)，模具(ju)壽(shou)命(ming)是3Cr2W8V鋼(gang)的(de)(de)2-4倍，熱(re)擠壓(ya)模具(ju)鋼(gang)。

熱鍛模具的熱處理方法

熱處理(li)(li)：一般模具的熱處理(li)(li)溫度和時間可以參考(kao)〈熱處理(li)(li)手(shou)冊〉或〈機械工程(cheng)手(shou)冊〉。需要注意(yi)的是

（1）熱(re)(re)(re)處理(li)(li)(li)應采(cai)用(yong)(yong)(yong)合(he)理(li)(li)(li)的(de)(de)工(gong)藝減(jian)小(xiao)(xiao)熱(re)(re)(re)處理(li)(li)(li)變形(xing) (一般采(cai)用(yong)(yong)(yong)多段加(jia)熱(re)(re)(re)工(gong)藝，同時防止加(jia)熱(re)(re)(re)開裂(lie))，同時考慮所(suo)采(cai)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)熱(re)(re)(re)處理(li)(li)(li)方式，應避免合(he)金元素的(de)(de)蒸發(fa)，在(zai)材料(liao)淬透性(xing)允許的(de)(de)條(tiao)件下(xia)，盡可能(neng)采(cai)用(yong)(yong)(yong)真(zhen)空熱(re)(re)(re)處理(li)(li)(li)、氣體淬火(huo)技術，減(jian)小(xiao)(xiao)熱(re)(re)(re)處理(li)(li)(li)變形(xing)，避免熱(re)(re)(re)處理(li)(li)(li)后較大的(de)(de)加(jia)工(gong)余量，導(dao)致表面過熱(re)(re)(re)，影響模(mo)具壽命。但(dan)對淬硬性(xing)較差材料(liao)或存在(zai)高溫下(xia)易揮(hui)發(fa)元素的(de)(de)材料(liao)，如(ru)含高Ni 等，宜采(cai)用(yong)(yong)(yong)鹽浴熱(re)(re)(re)處理(li)(li)(li)。

（2）推(tui)薦采用(yong)超飽和滲碳(tan)(tan)熱處理(li)技術(shu)，即(ji)應(ying)用(yong)滲碳(tan)(tan)技術(shu)，阻止熱處理(li)表(biao)面(mian)(mian)脫碳(tan)(tan)，同時提(ti)高(gao)表(biao)面(mian)(mian)的(de)耐磨性，并利用(yong)滲碳(tan)(tan)淬火(huo)后，表(biao)面(mian)(mian)形成高(gao)壓應(ying)力，提(ti)高(gao)模具的(de)疲勞抗(kang)力。

（3）模(mo)(mo)具(ju)材料(liao)中一般含有(you)(you)較(jiao)高的(de)(de)Cr,Mo,V,W,Nb等高溫(wen)、強(qiang)碳化(hua)(hua)物形(xing)成元(yuan)素，從而提高模(mo)(mo)具(ju)的(de)(de)強(qiang)度(du)、紅硬(ying)性等性能，在(zai)熱處理回(hui)(hui)火(huo)處理中，具(ju)有(you)(you)明顯(xian)的(de)(de)二(er)次硬(ying)化(hua)(hua)特性，即在(zai)低(di)溫(wen)回(hui)(hui)火(huo)和高溫(wen)回(hui)(hui)火(huo)形(xing)成兩次高硬(ying)度(du)。因(yin)此根據模(mo)(mo)具(ju)的(de)(de)實際(ji)使用(yong)(yong)溫(wen)度(du)范圍，可以(yi)選擇(ze)性應用(yong)(yong)回(hui)(hui)火(huo)溫(wen)度(du)，但是對于熱鍛模(mo)(mo)具(ju)應采用(yong)(yong)高溫(wen)回(hui)(hui)火(huo)工藝，以(yi)避(bi)免二(er)次回(hui)(hui)火(huo)硬(ying)化(hua)(hua)效(xiao)應導致(zhi)使用(yong)(yong)過程中模(mo)(mo)具(ju)性能的(de)(de)降低(di)。

另一方面，也(ye)由于模具(ju)材料(liao)中(zhong)一般(ban)含有(you)較(jiao)高(gao)的Cr,Mo,V,W,Nb等(deng)高(gao)溫、強(qiang)碳化物形(xing)成(cheng)元素，具(ju)有(you)很強(qiang)的抗(kang)回火(huo)性能，因此(ci)需要(yao)進行多次的回火(huo)，避免回火(huo)不充(chong)分(fen)引起(qi)早期的失效（斷裂和龜裂），一般(ban)要(yao)求至少(shao)2次高(gao)溫回火(huo)（更多采(cai)用(yong)三次回火(huo)工藝）。