熱作模具鋼的種類(lèi)(lèi)、特點(diǎn)(diǎn)和應用
?近幾年來(lái)(lái),我國在研制開(kāi)(kāi)發(fā)(fā)新型模具鋼方面做了大量工作,并對部分國外優(yōu)(yōu)良熱作模具鋼進(jìn)(jìn)行了國產(chǎn)(chǎn)化研究,為市場(chǎng)(chǎng)提供了優(yōu)(yōu)質(zhì)(zhì)價(jià)(jià)廉的模具鋼。下面簡(jiǎn)(jiǎn)單介紹熱作模具鋼的種類(lèi)(lèi)和應用進(jìn)(jìn)展概況。
1.已納入國家標準熱作模具鋼
熱作模具鋼系列已納入國家標準《GB/T1299-2000合金工具鋼》,按主要化學(xué)(xué)成分可分為W系,Cr-Mo系,Cr-W-Mo系等類(lèi)(lèi)型。
3Cr2W8V(H21)鋼,具有高熱強性、高熱穩定性、良好的耐磨性和工藝性能,工作溫度達到650℃。缺點(diǎn)(diǎn):碳化物偏析嚴重,塑性、韌性、導熱性、抗冷熱疲勞性能和抗溶蝕性能較差。我國20世紀50年代從前蘇聯(lián)(lián)引進(jìn)(jìn),使用壽命不長(cháng)(cháng),且合金度高,成本高,目前國外已基本淘汰。我國由于受鋼種和技術(shù)(shù)上的限制,目前,仍在大批生產(chǎn)(chǎn)和使用。
4Cr5MoSiV(H11)及4Cr5MoSiV1(H13)鋼高淬透性和淬硬性、高韌性、高熱強性和耐磨性,使用溫度590鋼中碳化物細小分布均勻,抗冷熱疲勞性能和抗溶蝕性能好,冷熱加工性能好。H13鋼(H11鋼的改進(jìn)(jìn)型)是目前國內熱鐓鍛鋼、冷鐓模套的主要材料,也是通用性強的熱作模具鋼,是代替3Cr2W8V鋼的理想鋼材,壽命可提高2-3倍。
4Cr3Mo3SiV(H10)鋼具有高韌性,高的抗高溫軟化性能和中等水平的抗磨性能??紗?Cr2W8V鋼制作熱擠壓模。4Cr5W2VSi鋼其熱穩定性高于H13、H21鋼,韌性介于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)鋼具有優(yōu)(yōu)良的強韌性,較高熱強性、耐磨性、回火穩定性,抗冷熱疲勞性能、冷熱加工性能好,工作溫度700℃以上。該鋼通用性強,適合于制作在高溫、高速、高負荷、急冷急熱條件下工作的模具,其性能優(yōu)(yōu)于4Cr5W2VSi和3Cr2W8V鋼,模具壽命比3Cr2W8V鋼提高標準2—3倍。
5Cr4W5MoV(RM2)鋼工作溫度達700℃,具有較高的回火抗力和熱穩定性,高的熱強性,高的高溫硬度和耐磨性,但其韌性和抗熱疲勞性能低于H13鋼。適合于制作有高的高溫強度和抗磨損性能的熱作模具,可代替3Cr2W8V鋼,模具壽命可提高2-4倍。
5Cr4Mo3SiMnVAl(012AI)鋼工作溫度達700℃以上,具有較高的熱強性,高溫硬度,抗回火穩定性、耐磨性和抗熱疲勞性、韌性和熱加工塑性好,氮化性能好??商媧?Cr2W8V鋼模具壽命可提高3-5倍。
2.部分熱作模具鋼系列已納入部頒標準
4Cr40Mo2WSiV(YB/T210-1976)鋼具有較高的熱穩定性、韌性、耐磨性和抗龜裂性,其穩定性?xún)?yōu)于4Cr5W2VSi和4Cr5MoSiV1鋼,與3Cr2W8V鋼相近。
3Cr2W8MoV(JB/T6399-1992)鋼是3Cr2W8V鋼的改進(jìn)(jìn)型。
3Cr3Mo3VNb(HB5137-1980)鋼一種超高強韌性熱作模具鋼,在高于600℃時(shí)(shí),比4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、3Cr2W8V鋼具有更高的高溫強韌性、熱穩定性、熱強性、耐磨性和抗熱疲勞性能,冷熱加工性能好。
3.部分試用熱作模具鋼系列未納入標準
3Cr3Mo3V鋼熱穩定性、硬度、耐熱疲勞性能及韌性等適中。
5Cr4Mo3W2V鋼用作熱壓鍛模。
4Cr3Mo2V鋼最高溫度達700℃,適合于熱擠壓模。
4Cr3MoSiV鋼工作溫度達700℃,代號CH75。
3Cr3Mo3W2VRE鋼,在3Cr3Mo3W2V鋼中入0.06%RE,細化晶粒,顯著(zhù)(zhù)提高塑性、韌性和壽命。
4Cr5MoWVSi鋼熱強性?xún)?yōu)于H13鋼,具有良好的韌性的抗熱疲勞性,代號H12、適合于熱擠壓模、鐓鍛模。
4Cr3Mo2NiVNb(代號HD)鋼,各類(lèi)(lèi)熱作模具;4Cr3Mo2NiVNbB(代號HDB)鋼,提高了斷裂韌性和熱疲勞抗力。
工作溫度達700℃以上,使用壽命比3Cr2W8V鋼高2-2.5倍。
5Cr4W3Mo2VSi和5Cr4W3Mo2VNb鋼,代號50Si、50Nb,基體鋼。適合于熱擠壓模。
4Cr5Mo2SiMnV1(代號Y10)和4Cr3Mo3W4VTiNb(代號GR)鋼,新型熱作模具鋼,使用壽命比3Cr2W8V鋼高標準2-6倍,適于制造溫度較高,與工件接觸時(shí)(shí)間長(cháng)(cháng),易引起熱變形塌陷或熱磨損失效的模具。
6W8Cr4VTi(代號LM1)和6Cr5Mo3W2VSiTi(代號LM2)鋼,具有良好的熱強性,高的等溫強度,高溫硬度,回火穩定性和耐磨性好。冷熱模具兼用鋼,模具壽命比3Cr2W8V鋼高幾倍。
4Cr3Mo2MnVB(代號ER8)和4Cr3Mo2MnVNbB(代號Y4)鋼,模具壽命是3Cr2W8V鋼的2-4倍,熱擠壓模具鋼。