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冷作模具钢与热作模具钢的区别有哪些?
发布时间:2021-06-07 09:28
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    苏州东锜精密模具材料有限公司是一家专业从事国内外知名特种模具钢材销售、大型铣床磨床精光板加工、真空热处理于一体的模具企业,公司综合实力雄厚、技术设备精良、配套设施齐全;并拥有多名技术精湛、业务娴熟的工程师和一支经验丰富的售后服务队伍,严格的质量管理体系以及科学严谨的管理机制。

  

  

冷作模具钢与热作模具钢的区别有哪些?

  

    冷作模具钢与热作模具钢的区别有哪些?

  

    冷作模具钢是指用于在冷状态下使金属变形或成形的模具钢。***常用的特种冷作模具钢是Crl2钢,含碳1.45% ~ 2.30%,含铬11% ~ 13%。热作模具钢是指适用于制造金属热变形模具的合金工具钢,如热锻模、热挤压模、压铸模、热镦模等。由于热加工模具在高温高压下长期工作,接下来,我们将解释冷作模具钢和热作模具钢的区别。

  

    一、冷作模具钢

  

    冷作模具钢模具钢sus630是什么材质包括落料用模具(落料冲孔模具、切边模具、冲头和剪刀)、冷镦模具、冷挤压模具、弯曲模具和拉丝模等。sus630的硬度

  

    1.冷作模具钢的工作条件和性能要求

  

    冷加工模具钢工作时,由于被加工材料的变形阻力大,模具的工作部分承受很大的压力、弯曲力、冲击力和摩擦力。因此,冷加工模具的正常报废原因一般是磨损,有些模具因断裂、挤压力和变形超差而提前失效。

  

    与刀具钢相比,冷加工模具钢有许多共同点。要求模具具有较高的硬度和耐磨性,较高的抗弯强度和足够的韧性,以保证冲压工艺的顺利进行。不同之处在于模具形状和加工工艺复杂,摩擦面积大,磨损可能性大,修复和磨削难度大。因此,需要更高的耐磨性。模具工作时承受较大的冲击力,而且由于形状复杂,容易产生应力集中,所以对韧性要求较高;模具尺寸大,形状复杂,对淬透性要求高,变形和开裂倾向小。总之,冷作模具钢对淬透性、耐磨性和韧性的要求高于切削工具钢,但对红硬性的要求较低或基本没有(因为是冷成型),因此相应地形成了一些适合冷作模具的钢种,如高耐磨、微变形冷作模具钢、高韧性冷作模具钢等。

  

    2.钢种的选择

  

    一般根据冷加工模具的使用条件,钢种的选择可分为以下四种情况:

  

    (1)冷加工模具,尺寸小,形状简单,载荷轻。例如,用于切割钢板的小冲头和剪刀可以由碳工具钢制成,例如T7A、T8A、T10A和T12A。这种钢的优点是:可加工性好,价格低,来源容易。但其缺点是淬透性低、耐磨性差、淬火变形大。因此,它只适用于制造尺寸小、形状简单、载荷轻的工具,以及不需要深硬化层、保持高韧性的冷加工模具。

  

    (2)尺寸大、形状复杂、载荷轻的冷加工模具。常用的钢材有9SiCr、CrWMn、GCr15、9Mn2V等低合金切削工具钢。这些钢在油中的硬化直径一般可达40毫米以上。其中9Mn2V钢是我国近年发展起来的无铬钢,可以替代或部分替代含Cr钢。

  

    9Mn2V钢与CrWMn钢sus630不锈钢出厂硬度相比,碳化物不均匀性和淬火开裂倾向较小,脱碳倾向较小,淬透性比碳素工具钢高,其9SiCr仅比后者高30%左右,是一种值得推广使用的钢。但9Mn2V钢也有一些缺点,如冲击韧性低,在生产和使用中发现开裂现象,回火稳定性差,回火温度一般不超过180℃,200℃回火时开始出现弯曲强度和韧性低。

  

    9Mn2V钢可在硝酸盐、热油等具有温和冷却能力的淬火介质中淬火。奥氏体等温淬火可用于一些变形要求严格、硬度要求低的模具。

  

    (3)尺寸大、形状复杂、载荷大的冷加工模具。中合金或高合金钢,如Cr12Mo、Crl2MoV、Cr6WV、Cr4W2MoV等。,也使用高速钢。

  

    近年来,使用高速钢作为冷加工模具的趋势日益增加。但需要指出的是,此时已经不再使用高速钢特有的红色硬度,而是使用其高淬透性和高耐磨性。所以热处理工艺应该有区别。

  

    选择高速钢作为冷模时,应采用低温淬火,以提高韧性。例如,W18Cr4V钢用作刀具时常用的淬火温度为1280-1290℃。冷加工模具制造时,应在1190℃淬火。再比如W6Mo5Cr4V2钢。低温淬火后,使用寿命可以大大延长,尤其是损失率可以显著降低。

  

    (4)具有冲击载荷和薄工具空间的冷加工模具。如上所述,冷加工模具前三种钢的使用性能要求主要是高耐磨性,因此采用高碳过共析钢甚至莱氏体钢。然而,对于一些具有切边底板和冲裁模的冷加工模具,它们具有薄的对应物,并且在使用时承受冲击载荷,高冲击韧性应该是主要要求。为了解决这一矛盾,可以采取以下措施:①降低碳含量,采用亚共析钢,避免钢的韧性因一次碳化物和二次碳化物而降低;②添加Si、Cr等合金元素,提高钢的回火稳定性和回火温度(240-270℃回火),有利于在不降低硬度的情况下,充分消除淬火应力,改善性能;②添加W等难熔碳化物形成元素,细化晶粒,提高韧性。常用的高韧性冷加工模具用钢有sus630材料哪有卖6SiCr、4CrW2Si、5CrW2Si等。

  

    3.如何充分发挥冷作模具钢的性能潜力

  

    当Cr12型钢或高速钢用作冷加工模具时,一个突出的问题是钢在使用中易碎,容易开裂。因此,碳化物必须通过充分锻造来细化,并开发新的钢种。开发新钢种的重点应是降低钢的含碳量和碳化物形成元素的量。

  

    Cr4W2MoV钢具有高硬度、高耐磨性、良好的淬透性、良好的回火稳定性和综合力学性能。可用于制造硅钢模具等。,使用寿命比Cr12MoV钢提高1~3倍以上。但这种钢的锻造温度范围窄,锻造时容易开裂。锻造温度和操作规范应严格控制。

  

    Cr2Mn2SiWMoV钢具有淬火温度低、淬火变形小、淬透性高的优点,因此被称为中空淬火微变形模具钢。

  

    7W7Cr4MoV钢可以替代W18Cr4V和Cr12MoV钢,其特点是碳化物不均匀性和韧性大大提高。

  

    二、热作模具钢

  

    1.热加工模具的工作条件

  

    热加工模具包括锤锻模具、热挤压模具和压铸模具。如前所述,热加工模具工作条件的主要特征是与热金属接触,这是与冷加工模具工作条件的主要区别。因此,它会带来以下两个问题:

  

    (1)加热模腔的表面金属。通常锤锻模工作时,其模腔表面温度可达300~400℃,热挤压模可达500 ~ 800℃;压铸模具的型腔温度与压铸材料的类型和浇注温度有关。例如,压铸黑色金属时,型腔温度可达1000℃以上。这样高的使用温度会显著降低型腔表面的硬度和强度,使用时容易折叠。因此,热模具钢的基本性能要求是高的热塑性变形抗力,包括高温硬度和强度,以及高的热塑性变形抗力,这实际上反映了钢的高回火稳定性。因此,可以找到热作模具钢合金化的***种途径,即添加Cr、W、Si等合金元素可以提高钢的回火稳定性。

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    (2)模具型腔表面金属出现热疲劳(开裂)。热锻模具的工作特点是间歇性。每次成型铁水后,模腔表面应用水、油、空气等介质冷却。因此,热模的工作状态是反复加热和冷却,使模腔表面金属反复热胀冷缩,即反复承受拉压应力。结果,模腔表面出现裂纹,这就是所谓的热疲劳现象。因此,对热模具钢提出了第二个基本性能要求,即具有较高的抗热疲劳性能。

  

    一般来说,影响钢材抗热疲劳性能的主要因素有:

  

    ①钢的导热系数。钢具有很高的导热性,可以降低模具表面金属的受热程度,从而降低钢的热疲劳倾向。一般认为钢的导热系数与碳含量有关,碳含量高时导热系数低,所以高碳钢不适合热作模具钢。生产中通常使用中碳钢(C 0.3% 5 ~ 0.6%),含碳量过低,会导致钢的硬度和强度降低,也是不利的。

  

    ②钢材临界点的影响。一般钢的临界点(Acl)越高,钢的热疲劳倾向越低。所以钢的临界点一般通过添加合金元素Cr、W、Si来提高。从而提高钢的抗热疲劳性能。

  

    2、常用热作模具钢

  

    (1)锤锻模具钢。一般来说,锤锻模用钢存在两个突出问题。一是工作时承受冲击载荷,因此对钢材的力学性能要求较高,尤其是较高的塑性变形抗力和韧性;其次,锤锻模的截面尺寸较大(< 400mm),因此要求钢的淬透性,以保证整个模具的组织和性能均匀。

  

    常用的锤锻模具钢有5CrNiMo、5CrMnMo、5CrNiW、5CrNiTi、5CrMnMoSiV。不同类型的锤眼模具应选择不同的材料。特大型或大型锤锻模***好使用5CrNiMo,也可以使用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi。中小型锤锻模通常使用5CrMnMo钢。

  

    (2)热挤压模具用钢。热挤压模具的工作特点是加载速度慢,因此模腔的加热温度高,通常可达500-800℃。这种钢的使用性能应基于高温强度(即高回火稳定性)和高抗热疲劳性。对ak和淬透性的要求可以适当降低。一般热挤压模具的尺sus630热处理变形吗寸较小,往往小于70~90毫米

  

    常用的热挤压模具有4CrW2Si、3Cr2W8V和5% Cr热加工模具钢。其中,4CrW2Si既可用作冷加工模具钢,也可用作热加工模具钢。由于用途不同,可以采用不同的热处理方法。冷模采用低淬火温度(870-900℃)和中低温回火处理。热模制作时采用高淬火温度(一般为950-1000℃)和高温回火处理。

  

    (3)压铸模具用钢。一般来说,压铸模具钢的使用性能要求与热挤压模具钢相似,即高回火稳定性和高抗热疲劳性是主要要求。因此,通常选用的钢种与热挤压模具所用钢种基本相同,如4CrW2Si、3Cr2W8V。但对于熔点较低的锌合金压铸模来说,存在一些差异,如40Cr、30CrMnSi和40CrMo。铝镁合金压铸模可选用4CrW2Si和4Cr5MoSiV,铜合金压铸模多采用3Cr2W8V钢。

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