熱鍛(duan)模具(ju)用什么材料(liao) 熱鍛(duan)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(re)作模具(ju)鋼系(xi)列已納入國家(jia)標準《GB/T1299-2000合金(jin)工具(ju)鋼》，按主要化學成分可分為W系(xi)，Cr-Mo系(xi)，Cr-W-Mo系(xi)等類型(xing)。

3Cr2W8V（H21）鋼(gang)(gang)，具有高熱(re)強(qiang)性(xing)、高熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)、良(liang)好(hao)的(de)耐磨性(xing)和工(gong)藝性(xing)能，工(gong)作溫度達到650℃。缺點：碳化物偏析嚴重，塑性(xing)、韌性(xing)、導熱(re)性(xing)、抗冷熱(re)疲(pi)勞性(xing)能和抗溶蝕性(xing)能較差(cha)。我國20世(shi)紀50年代從前蘇聯引(yin)進，使用壽(shou)命不長，且合金度高，成本高，目前國外已(yi)基本淘汰(tai)。我國由于受鋼(gang)(gang)種和技術上(shang)的(de)限(xian)制(zhi)，目前，仍(reng)在大批生產(chan)和使用。

4Cr5MoSiV（H11）及(ji)4Cr5MoSiV1（H13）鋼高淬透性和淬硬性、高韌性、高熱(re)強(qiang)性和耐(nai)磨性，使用溫度590鋼中碳化物細(xi)小分(fen)布均勻(yun)，抗冷(leng)熱(re)疲勞性能和抗溶(rong)蝕性能好，冷(leng)熱(re)加工(gong)性能好。H13鋼（H11鋼的(de)改進型）是目前國內熱(re)鐓鍛鋼、冷(leng)鐓模套的(de)主(zhu)要(yao)材料，也是通用性強(qiang)的(de)熱(re)作模具鋼，是代替(ti)3Cr2W8V鋼的(de)理想鋼材，壽命(ming)可提高2-3倍(bei)。

4Cr3Mo3SiV（H10）鋼具有高韌性，高的抗高溫軟化性能和(he)中等(deng)水平的抗磨性能。可代替3Cr2W8V鋼制作熱(re)(re)擠壓(ya)模。4Cr5W2VSi鋼其熱(re)(re)穩定性高于(yu)H13、H21鋼，韌性介于(yu)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(gang)具有優良的(de)強(qiang)韌性(xing)(xing)，較高(gao)(gao)熱(re)(re)強(qiang)性(xing)(xing)、耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)、回(hui)火穩定(ding)性(xing)(xing)，抗(kang)冷(leng)(leng)熱(re)(re)疲勞性(xing)(xing)能(neng)、冷(leng)(leng)熱(re)(re)加工(gong)性(xing)(xing)能(neng)好，工(gong)作(zuo)溫度(du)700℃以上。該鋼(gang)通用性(xing)(xing)強(qiang)，適合(he)于制作(zuo)在高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)速、高(gao)(gao)負荷、急冷(leng)(leng)急熱(re)(re)條件下工(gong)作(zuo)的(de)模(mo)具，其性(xing)(xing)能(neng)優于4Cr5W2VSi和(he)3Cr2W8V鋼(gang)，模(mo)具壽命(ming)比3Cr2W8V鋼(gang)提高(gao)(gao)標準2—3倍(bei)。

5Cr4W5MoV（RM2）鋼(gang)(gang)工作(zuo)溫度達700℃，具(ju)有較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)回(hui)火抗(kang)力(li)和(he)熱穩定(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)，高(gao)(gao)的(de)(de)熱強(qiang)性(xing)(xing)(xing)，高(gao)(gao)的(de)(de)高(gao)(gao)溫硬度和(he)耐磨性(xing)(xing)(xing)，但(dan)其(qi)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)和(he)抗(kang)熱疲(pi)勞性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)低于H13鋼(gang)(gang)。適合于制作(zuo)有高(gao)(gao)的(de)(de)高(gao)(gao)溫強(qiang)度和(he)抗(kang)磨損性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)熱作(zuo)模具(ju)，可(ke)代替3Cr2W8V鋼(gang)(gang)，模具(ju)壽命(ming)可(ke)提(ti)高(gao)(gao)2-4倍。 5Cr4Mo3SiMnVAl（012AI）鋼(gang)(gang)工作(zuo)溫度達700℃以(yi)上，具(ju)有較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)熱強(qiang)性(xing)(xing)(xing)，高(gao)(gao)溫硬度，抗(kang)回(hui)火穩定(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)、耐磨性(xing)(xing)(xing)和(he)抗(kang)熱疲(pi)勞性(xing)(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)(xing)和(he)熱加工塑(su)性(xing)(xing)(xing)好，氮(dan)化(hua)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)好。可(ke)替代 3Cr2W8V鋼(gang)(gang)模具(ju)壽命(ming)可(ke)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(gang)具(ju)有較高的熱穩定性(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)、耐磨性(xing)(xing)和抗龜裂(lie)性(xing)(xing)，其穩定性(xing)(xing)優于4Cr5W2VSi和4Cr5MoSiV1鋼(gang)，與3Cr2W8V鋼(gang)相近。

3Cr2W8MoV（JB/T6399-1992）鋼(gang)(gang)是3Cr2W8V鋼(gang)(gang)的改(gai)進型。 3Cr3Mo3VNb（HB5137-1980）鋼(gang)(gang)一種超高強韌性熱(re)作模具鋼(gang)(gang)，在(zai)高于600℃時，比4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、3Cr2W8V鋼(gang)(gang)具有更高的高溫強韌性、熱(re)穩定性、熱(re)強性、耐磨性和抗熱(re)疲(pi)勞性能(neng)，冷熱(re)加工性能(neng)好(hao)。

3．部分試用熱作模具鋼系列未納入標準

3Cr3Mo3V鋼熱(re)穩(wen)定性、硬度、耐熱(re)疲(pi)勞性能及韌性等適中(zhong)。

5Cr4Mo3W2V鋼用作熱壓鍛(duan)模。

4Cr3Mo2V鋼最高溫度(du)達700℃，適(shi)合于熱擠壓模。

4Cr3MoSiV鋼(gang)工作溫度達700℃，代號CH75。

3Cr3Mo3W2VRE鋼(gang)，在(zai)3Cr3Mo3W2V鋼(gang)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(gang)熱(re)(re)強性(xing)優于(yu)(yu)H13鋼(gang)，具有(you)良好的韌性(xing)的抗熱(re)(re)疲勞性(xing)，代(dai)號H12、適合于(yu)(yu)熱(re)(re)擠壓模、鐓鍛模。

4Cr3Mo2NiVNb（代(dai)(dai)(dai)號(hao)(hao)HD）鋼，各類熱(re)作模(mo)具(ju)(ju)；4Cr3Mo2NiVNbB（代(dai)(dai)(dai)號(hao)(hao)HDB）鋼，提(ti)高(gao)了斷裂韌性和熱(re)疲勞(lao)抗力。工(gong)作溫度(du)達700℃以上，使用壽命(ming)比(bi)3Cr2W8V鋼高(gao)2-2.5倍(bei)。 5Cr4W3Mo2VSi和5Cr4W3Mo2VNb鋼，代(dai)(dai)(dai)號(hao)(hao)50Si、50Nb，基體鋼。適(shi)合于熱(re)擠(ji)壓模(mo)。 4Cr5Mo2SiMnV1(代(dai)(dai)(dai)號(hao)(hao)Y10)和4Cr3Mo3W4VTiNb(代(dai)(dai)(dai)號(hao)(hao)GR)鋼，新型熱(re)作模(mo)具(ju)(ju)鋼，使用壽命(ming)比(bi)3Cr2W8V鋼高(gao)標準2-6倍(bei)，適(shi)于制造溫度(du)較高(gao)，與工(gong)件(jian)接觸(chu)時(shi)間長，易引起熱(re)變形塌陷或(huo)熱(re)磨損失效的模(mo)具(ju)(ju)。

6W8Cr4VTi（代號LM1）和6Cr5Mo3W2VSiTi（代號LM2）鋼，具有良好的(de)熱強(qiang)性，高的(de)等溫(wen)強(qiang)度(du)(du)，高溫(wen)硬度(du)(du)，回火穩定性和耐磨性好。冷熱模具兼用鋼，模具壽命(ming)比3Cr2W8V鋼高幾(ji)倍。 4Cr3Mo2MnVB（代號ER8）和4Cr3Mo2MnVNbB(代號Y4)鋼，模具壽命(ming)是3Cr2W8V鋼的(de)2-4倍，熱擠壓模具鋼。

熱鍛模具的熱處理方法

熱(re)處理(li)：一般模(mo)具的熱(re)處理(li)溫度和(he)時間可以(yi)參考〈熱(re)處理(li)手(shou)冊〉或〈機(ji)械(xie)工程手(shou)冊〉。需要注(zhu)意(yi)的是

（1）熱處(chu)理(li)(li)應采(cai)用(yong)(yong)合(he)理(li)(li)的(de)(de)工(gong)藝減(jian)小(xiao)熱處(chu)理(li)(li)變形 (一般采(cai)用(yong)(yong)多(duo)段加(jia)熱工(gong)藝，同時(shi)防(fang)止加(jia)熱開裂)，同時(shi)考(kao)慮所采(cai)用(yong)(yong)的(de)(de)熱處(chu)理(li)(li)方式，應避免合(he)金元(yuan)素(su)的(de)(de)蒸發(fa)，在材料(liao)淬(cui)(cui)透性(xing)允許的(de)(de)條件下，盡可(ke)能采(cai)用(yong)(yong)真(zhen)空熱處(chu)理(li)(li)、氣體淬(cui)(cui)火(huo)技術(shu)，減(jian)小(xiao)熱處(chu)理(li)(li)變形，避免熱處(chu)理(li)(li)后(hou)較大的(de)(de)加(jia)工(gong)余(yu)量，導致表(biao)面過熱，影響模(mo)具壽命。但(dan)對(dui)淬(cui)(cui)硬性(xing)較差材料(liao)或存在高溫下易揮發(fa)元(yuan)素(su)的(de)(de)材料(liao)，如含高Ni 等，宜采(cai)用(yong)(yong)鹽浴(yu)熱處(chu)理(li)(li)。

（2）推(tui)薦采用超飽和(he)滲碳(tan)(tan)熱(re)處(chu)(chu)理(li)技術，即應(ying)用滲碳(tan)(tan)技術，阻止熱(re)處(chu)(chu)理(li)表面(mian)(mian)脫(tuo)碳(tan)(tan)，同時(shi)提高(gao)表面(mian)(mian)的(de)耐磨性(xing)，并利用滲碳(tan)(tan)淬火后，表面(mian)(mian)形成高(gao)壓應(ying)力，提高(gao)模具的(de)疲(pi)勞(lao)抗(kang)力。

（3）模(mo)具材(cai)料中(zhong)一般含(han)有較高(gao)(gao)的Cr,Mo,V,W,Nb等高(gao)(gao)溫(wen)(wen)、強碳化物(wu)形成(cheng)元素(su)，從(cong)而提(ti)高(gao)(gao)模(mo)具的強度、紅(hong)硬性(xing)(xing)等性(xing)(xing)能，在熱(re)處(chu)理回(hui)(hui)火(huo)處(chu)理中(zhong)，具有明顯(xian)的二次硬化特性(xing)(xing)，即在低溫(wen)(wen)回(hui)(hui)火(huo)和高(gao)(gao)溫(wen)(wen)回(hui)(hui)火(huo)形成(cheng)兩次高(gao)(gao)硬度。因此根(gen)據模(mo)具的實際使用(yong)溫(wen)(wen)度范(fan)圍，可以選(xuan)擇性(xing)(xing)應(ying)(ying)用(yong)回(hui)(hui)火(huo)溫(wen)(wen)度，但是(shi)對于熱(re)鍛(duan)模(mo)具應(ying)(ying)采用(yong)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)回(hui)(hui)火(huo)工藝，以避免二次回(hui)(hui)火(huo)硬化效應(ying)(ying)導致使用(yong)過程中(zhong)模(mo)具性(xing)(xing)能的降(jiang)低。

另(ling)一(yi)方面，也由于模具材料(liao)中一(yi)般含有(you)較高的Cr,Mo,V,W,Nb等(deng)高溫(wen)、強碳化(hua)物形(xing)成元素，具有(you)很強的抗回火性能(neng)，因此需要(yao)(yao)進行多(duo)(duo)次的回火，避免回火不充分引起早期(qi)的失效（斷裂和龜裂），一(yi)般要(yao)(yao)求至少2次高溫(wen)回火（更多(duo)(duo)采用(yong)三次回火工(gong)藝）。