熱鍛模具(ju)用什么材料(liao) 熱鍛模具(ju)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(zuo)模(mo)具鋼(gang)系(xi)(xi)列已納入國家標準《GB/T1299-2000合金工具鋼(gang)》,按主要化學(xue)成分可分為W系(xi)(xi),Cr-Mo系(xi)(xi),Cr-W-Mo系(xi)(xi)等類型(xing)。
3Cr2W8V(H21)鋼,具有高(gao)(gao)熱(re)強(qiang)性(xing)(xing)、高(gao)(gao)熱(re)穩定性(xing)(xing)、良好的(de)耐磨(mo)性(xing)(xing)和(he)工藝(yi)性(xing)(xing)能(neng),工作溫度達到(dao)650℃。缺點:碳(tan)化物(wu)偏析(xi)嚴重,塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)、導(dao)熱(re)性(xing)(xing)、抗冷熱(re)疲勞性(xing)(xing)能(neng)和(he)抗溶(rong)蝕性(xing)(xing)能(neng)較差。我(wo)國(guo)20世紀50年代從前(qian)(qian)蘇(su)聯引(yin)進,使(shi)用(yong)壽(shou)命不長,且合金度高(gao)(gao),成本高(gao)(gao),目前(qian)(qian)國(guo)外已基本淘汰。我(wo)國(guo)由于受(shou)鋼種和(he)技術上的(de)限制,目前(qian)(qian),仍在大(da)批生產和(he)使(shi)用(yong)。
4Cr5MoSiV(H11)及4Cr5MoSiV1(H13)鋼(gang)(gang)(gang)高(gao)(gao)淬透性(xing)(xing)和(he)淬硬(ying)性(xing)(xing)、高(gao)(gao)韌性(xing)(xing)、高(gao)(gao)熱強性(xing)(xing)和(he)耐磨性(xing)(xing),使(shi)用溫度590鋼(gang)(gang)(gang)中碳化(hua)物(wu)細小分布(bu)均勻,抗(kang)冷熱疲(pi)勞性(xing)(xing)能(neng)和(he)抗(kang)溶蝕性(xing)(xing)能(neng)好,冷熱加工性(xing)(xing)能(neng)好。H13鋼(gang)(gang)(gang)(H11鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)改進型)是(shi)目前國(guo)內熱鐓(dui)鍛鋼(gang)(gang)(gang)、冷鐓(dui)模套的(de)(de)主要材料,也是(shi)通用性(xing)(xing)強的(de)(de)熱作模具鋼(gang)(gang)(gang),是(shi)代替(ti)3Cr2W8V鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)理想鋼(gang)(gang)(gang)材,壽命可提(ti)高(gao)(gao)2-3倍。
4Cr3Mo3SiV(H10)鋼(gang)具有高(gao)(gao)韌性,高(gao)(gao)的抗高(gao)(gao)溫軟化性能和(he)中等水平的抗磨性能。可代替(ti)3Cr2W8V鋼(gang)制作熱擠壓(ya)模(mo)。4Cr5W2VSi鋼(gang)其熱穩定性高(gao)(gao)于(yu)H13、H21鋼(gang),韌性介于(yu)H13、H21之間(jian)。適當高(gao)(gao)速(su)鐓鍛模(mo),使用(yong)壽命比H21鋼(gang)高(gao)(gao)0.5-1倍。
3Cr3Mo3W2V(HM1)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具(ju)有優良的(de)強(qiang)韌性(xing),較(jiao)高(gao)(gao)熱強(qiang)性(xing)、耐(nai)磨性(xing)、回(hui)火穩定性(xing),抗冷熱疲勞性(xing)能(neng)、冷熱加工性(xing)能(neng)好,工作(zuo)溫(wen)度700℃以上。該(gai)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)通(tong)用性(xing)強(qiang),適(shi)合于制作(zuo)在(zai)高(gao)(gao)溫(wen)、高(gao)(gao)速(su)、高(gao)(gao)負荷、急冷急熱條(tiao)件下工作(zuo)的(de)模具(ju),其性(xing)能(neng)優于4Cr5W2VSi和3Cr2W8V鋼(gang)(gang)(gang)(gang),模具(ju)壽命比3Cr2W8V鋼(gang)(gang)(gang)(gang)提(ti)高(gao)(gao)標準2—3倍(bei)。
5Cr4W5MoV(RM2)鋼(gang)(gang)工(gong)(gong)作溫度達(da)(da)700℃,具(ju)有(you)(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)回火抗力和(he)(he)熱(re)(re)(re)穩定(ding)性(xing)(xing),高(gao)(gao)的(de)(de)熱(re)(re)(re)強(qiang)(qiang)性(xing)(xing),高(gao)(gao)的(de)(de)高(gao)(gao)溫硬度和(he)(he)耐磨性(xing)(xing),但其韌(ren)性(xing)(xing)和(he)(he)抗熱(re)(re)(re)疲勞性(xing)(xing)能低于H13鋼(gang)(gang)。適(shi)合于制作有(you)(you)高(gao)(gao)的(de)(de)高(gao)(gao)溫強(qiang)(qiang)度和(he)(he)抗磨損性(xing)(xing)能的(de)(de)熱(re)(re)(re)作模具(ju),可代替(ti)3Cr2W8V鋼(gang)(gang),模具(ju)壽命可提(ti)高(gao)(gao)2-4倍。 5Cr4Mo3SiMnVAl(012AI)鋼(gang)(gang)工(gong)(gong)作溫度達(da)(da)700℃以上,具(ju)有(you)(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)熱(re)(re)(re)強(qiang)(qiang)性(xing)(xing),高(gao)(gao)溫硬度,抗回火穩定(ding)性(xing)(xing)、耐磨性(xing)(xing)和(he)(he)抗熱(re)(re)(re)疲勞性(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)和(he)(he)熱(re)(re)(re)加工(gong)(gong)塑(su)性(xing)(xing)好(hao),氮化性(xing)(xing)能好(hao)。可替(ti)代 3Cr2W8V鋼(gang)(gang)模具(ju)壽命可提(ti)高(gao)(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(gao)的熱穩(wen)定性(xing)、韌(ren)性(xing)、耐磨性(xing)和抗龜裂性(xing),其穩(wen)定性(xing)優于4Cr5W2VSi和4Cr5MoSiV1鋼,與3Cr2W8V鋼相近。
3Cr2W8MoV(JB/T6399-1992)鋼是3Cr2W8V鋼的改(gai)進型。 3Cr3Mo3VNb(HB5137-1980)鋼一種超高強(qiang)韌(ren)性(xing)熱作模具(ju)鋼,在高于(yu)600℃時,比4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、3Cr2W8V鋼具(ju)有更高的高溫強(qiang)韌(ren)性(xing)、熱穩定性(xing)、熱強(qiang)性(xing)、耐磨(mo)性(xing)和(he)抗(kang)熱疲勞性(xing)能(neng),冷熱加工性(xing)能(neng)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(ying)度(du)、耐熱疲勞性能及韌性等適中。
5Cr4Mo3W2V鋼用作熱壓鍛(duan)模(mo)。
4Cr3Mo2V鋼最高溫度達(da)700℃,適合于熱擠壓模。
4Cr3MoSiV鋼工(gong)作溫度達700℃,代號CH75。
3Cr3Mo3W2VRE鋼(gang),在3Cr3Mo3W2V鋼(gang)中入(ru)0.06%RE,細化晶粒,顯(xian)著提高塑性、韌(ren)性和(he)壽命。 4Cr5MoWVSi鋼(gang)熱強(qiang)性優于(yu)H13鋼(gang),具有良(liang)好(hao)的韌(ren)性的抗熱疲(pi)勞性,代號(hao)H12、適合于(yu)熱擠壓模、鐓鍛模。
4Cr3Mo2NiVNb(代(dai)號HD)鋼(gang)(gang),各類熱作(zuo)(zuo)模(mo)具;4Cr3Mo2NiVNbB(代(dai)號HDB)鋼(gang)(gang),提(ti)高(gao)了斷裂(lie)韌(ren)性和熱疲勞抗力。工作(zuo)(zuo)溫(wen)度達700℃以(yi)上,使用壽(shou)命比3Cr2W8V鋼(gang)(gang)高(gao)2-2.5倍(bei)。 5Cr4W3Mo2VSi和5Cr4W3Mo2VNb鋼(gang)(gang),代(dai)號50Si、50Nb,基體鋼(gang)(gang)。適合于(yu)熱擠(ji)壓模(mo)。 4Cr5Mo2SiMnV1(代(dai)號Y10)和4Cr3Mo3W4VTiNb(代(dai)號GR)鋼(gang)(gang),新(xin)型(xing)熱作(zuo)(zuo)模(mo)具鋼(gang)(gang),使用壽(shou)命比3Cr2W8V鋼(gang)(gang)高(gao)標準2-6倍(bei),適于(yu)制造溫(wen)度較(jiao)高(gao),與(yu)工件接觸(chu)時間長(chang),易引起熱變形塌陷或熱磨損失(shi)效的模(mo)具。
6W8Cr4VTi(代(dai)號LM1)和6Cr5Mo3W2VSiTi(代(dai)號LM2)鋼(gang),具有良好的(de)熱強性(xing),高的(de)等溫強度(du)(du),高溫硬度(du)(du),回火穩定性(xing)和耐(nai)磨性(xing)好。冷熱模(mo)(mo)具兼用(yong)鋼(gang),模(mo)(mo)具壽(shou)命(ming)(ming)比(bi)3Cr2W8V鋼(gang)高幾倍(bei)。 4Cr3Mo2MnVB(代(dai)號ER8)和4Cr3Mo2MnVNbB(代(dai)號Y4)鋼(gang),模(mo)(mo)具壽(shou)命(ming)(ming)是3Cr2W8V鋼(gang)的(de)2-4倍(bei),熱擠壓(ya)模(mo)(mo)具鋼(gang)。
熱鍛模具的熱處理方法
熱(re)處(chu)(chu)理:一般模具(ju)的(de)(de)熱(re)處(chu)(chu)理溫(wen)度(du)和時間可(ke)以參(can)考〈熱(re)處(chu)(chu)理手(shou)冊〉或〈機械工程手(shou)冊〉。需(xu)要注意的(de)(de)是
(1)熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)應采(cai)用(yong)合理(li)(li)(li)的工(gong)藝(yi)減小熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)變形 (一般采(cai)用(yong)多段加熱(re)工(gong)藝(yi),同時防止加熱(re)開裂),同時考慮所采(cai)用(yong)的熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)方式,應避(bi)免合金元素的蒸發,在材(cai)料淬(cui)透性(xing)允許的條件(jian)下,盡可(ke)能采(cai)用(yong)真空熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)、氣體淬(cui)火(huo)技術(shu),減小熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)變形,避(bi)免熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)后較大的加工(gong)余量,導致表面過熱(re),影響模(mo)具壽命。但對淬(cui)硬性(xing)較差材(cai)料或存在高溫下易揮發元素的材(cai)料,如(ru)含高Ni 等,宜采(cai)用(yong)鹽浴(yu)熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)。
(2)推(tui)薦采用(yong)超飽和滲碳(tan)熱(re)處理技術,即應(ying)用(yong)滲碳(tan)技術,阻止(zhi)熱(re)處理表面脫碳(tan),同時提高表面的(de)耐磨(mo)性,并利用(yong)滲碳(tan)淬火后,表面形成高壓應(ying)力,提高模具的(de)疲勞抗力。
(3)模具(ju)(ju)材(cai)料中(zhong)一(yi)般(ban)含有(you)較高的Cr,Mo,V,W,Nb等高溫、強碳化物(wu)形成元素(su),從而提高模具(ju)(ju)的強度(du)、紅硬(ying)性(xing)(xing)等性(xing)(xing)能,在熱處理回(hui)火(huo)處理中(zhong),具(ju)(ju)有(you)明顯的二次硬(ying)化特性(xing)(xing),即在低溫回(hui)火(huo)和高溫回(hui)火(huo)形成兩次高硬(ying)度(du)。因此(ci)根(gen)據模具(ju)(ju)的實際(ji)使用(yong)溫度(du)范(fan)圍,可以選擇(ze)性(xing)(xing)應(ying)用(yong)回(hui)火(huo)溫度(du),但是(shi)對于熱鍛模具(ju)(ju)應(ying)采用(yong)高溫回(hui)火(huo)工藝,以避免二次回(hui)火(huo)硬(ying)化效應(ying)導致使用(yong)過(guo)程中(zhong)模具(ju)(ju)性(xing)(xing)能的降低。
另一(yi)(yi)方面,也由(you)于模具材料(liao)中一(yi)(yi)般含有(you)較高(gao)的Cr,Mo,V,W,Nb等高(gao)溫、強(qiang)碳化物形(xing)成元(yuan)素,具有(you)很(hen)強(qiang)的抗回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)性能,因此需要進行多次的回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo),避免回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)不充分引起早(zao)期的失效(斷裂和(he)龜裂),一(yi)(yi)般要求至(zhi)少2次高(gao)溫回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(更多采用三次回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)工藝(yi))。