熱鍛模具用什么材料 熱鍛模具的熱處理方法(fa)

熱端模具用什么材料

1．已納入國家標準熱作模具鋼

熱作模具鋼系(xi)(xi)列已納入(ru)國家標準(zhun)《GB/T1299-2000合(he)金工具鋼》，按主(zhu)要化(hua)學成分可分為W系(xi)(xi)，Cr-Mo系(xi)(xi)，Cr-W-Mo系(xi)(xi)等(deng)類型。

3Cr2W8V（H21）鋼(gang)，具有(you)高熱(re)強(qiang)性、高熱(re)穩(wen)定性、良好的耐磨性和工(gong)藝性能(neng)(neng)，工(gong)作溫度達到650℃。缺點：碳化物偏(pian)析嚴重，塑性、韌性、導熱(re)性、抗(kang)冷熱(re)疲勞性能(neng)(neng)和抗(kang)溶蝕性能(neng)(neng)較差。我國(guo)(guo)20世紀50年代從前蘇聯(lian)引進，使用壽(shou)命不(bu)長，且合金度高，成(cheng)本(ben)高，目前國(guo)(guo)外已基本(ben)淘汰。我國(guo)(guo)由于受(shou)鋼(gang)種和技術上(shang)的限制，目前，仍在大批(pi)生產和使用。

4Cr5MoSiV（H11）及4Cr5MoSiV1（H13）鋼(gang)高淬(cui)透性(xing)(xing)和(he)(he)淬(cui)硬性(xing)(xing)、高韌性(xing)(xing)、高熱強(qiang)性(xing)(xing)和(he)(he)耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)，使(shi)用(yong)溫度(du)590鋼(gang)中碳化物細(xi)小分(fen)布均勻，抗冷(leng)熱疲勞(lao)性(xing)(xing)能(neng)和(he)(he)抗溶蝕性(xing)(xing)能(neng)好(hao)(hao)，冷(leng)熱加工性(xing)(xing)能(neng)好(hao)(hao)。H13鋼(gang)（H11鋼(gang)的改進型）是(shi)目前國內熱鐓鍛鋼(gang)、冷(leng)鐓模(mo)套的主要材料，也(ye)是(shi)通用(yong)性(xing)(xing)強(qiang)的熱作模(mo)具鋼(gang)，是(shi)代替3Cr2W8V鋼(gang)的理想(xiang)鋼(gang)材，壽命(ming)可(ke)提高2-3倍。

4Cr3Mo3SiV（H10）鋼(gang)(gang)具有高韌(ren)性，高的抗(kang)高溫(wen)軟(ruan)化(hua)性能(neng)和中(zhong)等水平的抗(kang)磨性能(neng)。可(ke)代替3Cr2W8V鋼(gang)(gang)制作熱(re)擠(ji)壓模(mo)。4Cr5W2VSi鋼(gang)(gang)其熱(re)穩定性高于(yu)H13、H21鋼(gang)(gang)，韌(ren)性介(jie)于(yu)H13、H21之間(jian)。適(shi)當高速鐓鍛模(mo)，使用壽命比(bi)H21鋼(gang)(gang)高0.5-1倍。

3Cr3Mo3W2V（HM1）鋼具(ju)有優良(liang)的強(qiang)韌(ren)性(xing)，較高熱(re)(re)強(qiang)性(xing)、耐磨(mo)性(xing)、回(hui)火穩定(ding)性(xing)，抗冷(leng)熱(re)(re)疲勞性(xing)能(neng)、冷(leng)熱(re)(re)加工性(xing)能(neng)好，工作溫(wen)度700℃以上(shang)。該鋼通用性(xing)強(qiang)，適合于制作在高溫(wen)、高速(su)、高負荷、急冷(leng)急熱(re)(re)條件下工作的模(mo)(mo)具(ju)，其性(xing)能(neng)優于4Cr5W2VSi和3Cr2W8V鋼，模(mo)(mo)具(ju)壽命比(bi)3Cr2W8V鋼提高標準2—3倍(bei)。

5Cr4W5MoV（RM2）鋼工作溫(wen)度(du)(du)達700℃，具有(you)較(jiao)高的(de)(de)回火抗(kang)(kang)力和(he)(he)熱(re)(re)(re)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)，高的(de)(de)熱(re)(re)(re)強(qiang)性(xing)(xing)(xing)，高的(de)(de)高溫(wen)硬度(du)(du)和(he)(he)耐磨(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)，但其韌性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)抗(kang)(kang)熱(re)(re)(re)疲勞(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)能低于(yu)H13鋼。適合于(yu)制作有(you)高的(de)(de)高溫(wen)強(qiang)度(du)(du)和(he)(he)抗(kang)(kang)磨(mo)(mo)損性(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)熱(re)(re)(re)作模具，可代替3Cr2W8V鋼，模具壽(shou)命(ming)可提高2-4倍。 5Cr4Mo3SiMnVAl（012AI）鋼工作溫(wen)度(du)(du)達700℃以上，具有(you)較(jiao)高的(de)(de)熱(re)(re)(re)強(qiang)性(xing)(xing)(xing)，高溫(wen)硬度(du)(du)，抗(kang)(kang)回火穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)、耐磨(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)抗(kang)(kang)熱(re)(re)(re)疲勞(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)熱(re)(re)(re)加工塑性(xing)(xing)(xing)好，氮(dan)化(hua)性(xing)(xing)(xing)能好。可替代 3Cr2W8V鋼模具壽(shou)命(ming)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(ju)有較高(gao)的熱穩定性(xing)、韌性(xing)、耐(nai)磨性(xing)和抗(kang)龜裂性(xing)，其穩定性(xing)優于4Cr5W2VSi和4Cr5MoSiV1鋼，與3Cr2W8V鋼相近。

3Cr2W8MoV（JB/T6399-1992）鋼(gang)是3Cr2W8V鋼(gang)的改進(jin)型(xing)。 3Cr3Mo3VNb（HB5137-1980）鋼(gang)一種超高(gao)強(qiang)韌(ren)性(xing)熱作模具(ju)鋼(gang)，在(zai)高(gao)于600℃時，比4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、3Cr2W8V鋼(gang)具(ju)有更高(gao)的高(gao)溫(wen)強(qiang)韌(ren)性(xing)、熱穩定性(xing)、熱強(qiang)性(xing)、耐磨性(xing)和(he)抗(kang)熱疲勞性(xing)能，冷熱加(jia)工(gong)性(xing)能好(hao)。

3．部分試用熱作模具鋼系列未納入標準

3Cr3Mo3V鋼(gang)熱穩定性(xing)、硬度、耐熱疲勞(lao)性(xing)能及(ji)韌(ren)性(xing)等適中。

5Cr4Mo3W2V鋼用作熱壓(ya)鍛模(mo)。

4Cr3Mo2V鋼最(zui)高溫度達700℃，適合于熱擠壓模。

4Cr3MoSiV鋼工(gong)作(zuo)溫度達700℃，代號CH75。

3Cr3Mo3W2VRE鋼，在3Cr3Mo3W2V鋼中入0.06%RE,細(xi)化晶粒,顯著提高塑性(xing)、韌性(xing)和(he)壽命。 4Cr5MoWVSi鋼熱(re)強性(xing)優(you)于H13鋼，具有良好(hao)的韌性(xing)的抗熱(re)疲勞性(xing)，代(dai)號H12、適合于熱(re)擠壓模、鐓鍛模。

4Cr3Mo2NiVNb（代號HD）鋼，各(ge)類(lei)熱作模(mo)具(ju)；4Cr3Mo2NiVNbB（代號HDB）鋼，提高(gao)了斷(duan)裂韌性(xing)和(he)(he)熱疲(pi)勞抗力。工作溫(wen)度達(da)700℃以(yi)上，使(shi)用壽命(ming)比(bi)3Cr2W8V鋼高(gao)2-2.5倍。 5Cr4W3Mo2VSi和(he)(he)5Cr4W3Mo2VNb鋼，代號50Si、50Nb，基體(ti)鋼。適(shi)(shi)合于熱擠壓模(mo)。 4Cr5Mo2SiMnV1(代號Y10)和(he)(he)4Cr3Mo3W4VTiNb(代號GR)鋼，新(xin)型熱作模(mo)具(ju)鋼，使(shi)用壽命(ming)比(bi)3Cr2W8V鋼高(gao)標準2-6倍，適(shi)(shi)于制造溫(wen)度較(jiao)高(gao)，與(yu)工件接觸時間長，易引起熱變形塌陷或熱磨(mo)損失(shi)效的模(mo)具(ju)。

6W8Cr4VTi（代(dai)號(hao)LM1）和(he)6Cr5Mo3W2VSiTi（代(dai)號(hao)LM2）鋼(gang)(gang)，具(ju)(ju)有良好的熱(re)(re)強(qiang)性，高(gao)的等溫(wen)強(qiang)度，高(gao)溫(wen)硬度，回火穩(wen)定性和(he)耐磨(mo)性好。冷熱(re)(re)模具(ju)(ju)兼用鋼(gang)(gang)，模具(ju)(ju)壽命比3Cr2W8V鋼(gang)(gang)高(gao)幾倍(bei)。 4Cr3Mo2MnVB（代(dai)號(hao)ER8）和(he)4Cr3Mo2MnVNbB(代(dai)號(hao)Y4)鋼(gang)(gang)，模具(ju)(ju)壽命是3Cr2W8V鋼(gang)(gang)的2-4倍(bei)，熱(re)(re)擠壓模具(ju)(ju)鋼(gang)(gang)。

熱鍛模具的熱處理方法

熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)：一般模具的熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)溫度和時間可以參考〈熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)手冊〉或〈機(ji)械工程(cheng)手冊〉。需要注意的是

（1）熱(re)處理(li)應采(cai)(cai)用(yong)合(he)理(li)的工(gong)藝減(jian)小熱(re)處理(li)變(bian)形(xing) (一般采(cai)(cai)用(yong)多段加熱(re)工(gong)藝，同(tong)時防止(zhi)加熱(re)開裂)，同(tong)時考慮所采(cai)(cai)用(yong)的熱(re)處理(li)方(fang)式，應避免合(he)金元(yuan)素的蒸發，在材(cai)料(liao)淬透(tou)性允許的條件下，盡可(ke)能(neng)采(cai)(cai)用(yong)真空熱(re)處理(li)、氣(qi)體淬火技術，減(jian)小熱(re)處理(li)變(bian)形(xing)，避免熱(re)處理(li)后較大的加工(gong)余量，導(dao)致表面過熱(re)，影響模(mo)具(ju)壽命。但對淬硬性較差材(cai)料(liao)或存在高(gao)溫下易揮發元(yuan)素的材(cai)料(liao)，如含高(gao)Ni 等，宜采(cai)(cai)用(yong)鹽浴熱(re)處理(li)。

（2）推薦采(cai)用(yong)超飽和滲碳熱處(chu)理技術，即應(ying)用(yong)滲碳技術，阻止(zhi)熱處(chu)理表面脫碳，同時(shi)提(ti)高表面的耐磨性(xing)，并(bing)利用(yong)滲碳淬火后(hou)，表面形成高壓應(ying)力，提(ti)高模(mo)具的疲勞抗(kang)力。

（3）模(mo)具(ju)材(cai)料中一般(ban)含有(you)較高(gao)的Cr,Mo,V,W,Nb等高(gao)溫(wen)、強(qiang)碳化(hua)物形成元素(su)，從(cong)而提(ti)高(gao)模(mo)具(ju)的強(qiang)度、紅硬(ying)(ying)性(xing)(xing)等性(xing)(xing)能，在(zai)熱處(chu)理(li)回(hui)火(huo)(huo)處(chu)理(li)中，具(ju)有(you)明顯的二次(ci)硬(ying)(ying)化(hua)特性(xing)(xing)，即在(zai)低(di)溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)和高(gao)溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)形成兩(liang)次(ci)高(gao)硬(ying)(ying)度。因此(ci)根據模(mo)具(ju)的實(shi)際使用溫(wen)度范圍(wei)，可以選擇性(xing)(xing)應用回(hui)火(huo)(huo)溫(wen)度，但是對于熱鍛模(mo)具(ju)應采用高(gao)溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)工(gong)藝(yi)，以避免二次(ci)回(hui)火(huo)(huo)硬(ying)(ying)化(hua)效應導致使用過程(cheng)中模(mo)具(ju)性(xing)(xing)能的降(jiang)低(di)。

另(ling)一方面，也由(you)于模具材(cai)料中一般含有較高的(de)(de)(de)Cr,Mo,V,W,Nb等高溫、強(qiang)碳化物形成元素，具有很強(qiang)的(de)(de)(de)抗回(hui)(hui)火(huo)(huo)性能，因此需(xu)要進行多(duo)次(ci)的(de)(de)(de)回(hui)(hui)火(huo)(huo)，避(bi)免回(hui)(hui)火(huo)(huo)不充(chong)分引起早期(qi)的(de)(de)(de)失效（斷裂和龜裂），一般要求至(zhi)少2次(ci)高溫回(hui)(hui)火(huo)(huo)（更(geng)多(duo)采用三次(ci)回(hui)(hui)火(huo)(huo)工藝）。