冷作模具钢的牌号及应用

zzsxgslt

当今，我国常用的冷作模具钢仍是 CrWMn 低合金工具钢和 Cr12MoV 、 Cr12 高合金工具钢等钢材。但由于其碳化物偏析较严重，特别是在模具规格尺寸较大时易造成畸变的方向性和强韧性的降低。现介绍一些国内外新研发的冷作模具钢，供冷镦紧固件模具制造参考。 •  低合金冷作模具钢
　　该钢的主要特点是工艺性好，淬火温度低，热处理畸变小，强韧性好，并且有适当的耐磨性。在钢中加铬或锰可提高淬透性，并使钢在淬火和低温回火后保留一定量的残余奥氏体，减少畸变；加入硅或镍可使基体强韧化，并提高回火抗力，在相同硬度下，比其它同类钢有更高的强韧性，加入钼或钒可细化晶粒。表 1 为低合金冷作模具的化学成分。

表 1 为低合金冷作模具的化学成分 (W%)

牌号	C	Cr 4 v/ j4 S# A( L8 J# i	Mo	V	Si - n1 s) i: y6 X, C/ \5 a7 y$ R! {	Mn	Ni , m, ^* f# Y# E	W 6 a; r8 P7 v$ D3 v1 ~
GD 5 o  x1 B. @6 D1 l) |3 n0 y	0.69	1.15 1 z' J4 A; J# s7 U/ j" g	0.45	0.18	0.70 / L# M# k* b; l; f% U8 V! D	0.85 ' N* O) V$ I! ?# P* e2 F0 ~	0.85	――
DS	0.59 3 i6 ]8 t2 c2 X7 x; d; `) Y( P	1.15	0.25 , n! q5 b: k# f; w) G	0.20 5 u* R! R& B2 x. T0 H8 {; g8 J. x	0.65	0.88   t  C7 f  z2 o; \) y" T	0.88	0.50 / t7 Y1 A- Y# Z
D1 8 R( K0 w; d! R; b) e	0.95 4 A2 i! {3 i  ]/ N3 C	0.50	―― / y7 c/ g6 z# a) N0 p9 g  J9 n8 R	0.20	―― . ^  I# Z: Y- I! j. `, X	1.20	――	0.50
CrWMn	0.98   n" e4 w  _! U$ k9 @6 x- j) i6 r	1.05	――	――	―― * }7 d* ~3 A* {% [+ n' A6 V. f( v	0.95	―― ; S; R: }6 A- s$ X	1.40

　　GD 钢 (6CrMnNiMoVSi 钢 ) 经 900 ℃淬火和 200 ℃回火后仍保持适量 ( 约 15%) 的稳定的残余奥氏体，未溶碳化物均匀细小，有利于减少畸变和提高钢的强韧性，而且 GD 钢热处理后畸变量小于 CrWMn 钢，用于制作易崩刃断裂的冷冲模 ( 如切料剪刀片等 ) 具有高的使用寿命，硬度 60 ～ 61HRC ，冲击值 145J/cm 2 。
DS 钢经 900 ℃淬火和 200 ℃回火后有较高的强韧性，硬度 59 ～ 60HRC ，冲击值 210J/cm 2 ，冲击韧度高于 6CrW2Si 工具钢。
•  基体钢
* Y5 q- u( I8 @/ b$ t# T' i- q　　基体钢一般指其成分与高速钢淬火组织中基体化学成分相同的钢。我国研制的一些基体钢，如 65Cr4W3Mo2VNb( 简称 65Nb) 钢、 65W8Cr4VTi( 简称 LM1) 钢， 65Cr5Mo3W2VTi( 简称 LM2) 钢。
表 2 为基体钢化学成分。
  G, U- m7 H( q5 o3 a2 n2 e

基体钢化学成分见表 2 （ W% ）

牌号 7 ~7 d" K6 M, Z0 p3 g: Q6 V	C 1 P  n! m8 D& C$ P3 A	Si	Cr	W , d6 E- M8 @1 Z+ Q  g9 b2 N: l. O	Mo	V $ A" e) @" h+ e+ t/ c+ r- C	Nb + m& t6 p% v5 {2 D6 z5 z	其它 ( ^9 s. n. o5 i3 C4 A
65Nb	0.65 # H4 W" L  z7 ~4 r* M% z- P	――	4.1	2.75 / F2 A. ~# G( H% D7 J	2.25 5 G: H" U0 N5 I" t$ r" y! o' i	0.95 2 y1 N; h! V" F: C) Y7 l' j( G	0.25 , `! w3 h2 Z" X1 L	―― 9 R8 X1 a6 a7 l6 x
LM1	0.65 / y7 U4 |) l& o2 g# @6 U8 a	―― 0 I2 \# q* I+ j  Z/ [8 Q8 ]( C7 p6 D	4.5	8 5 w' c0 O6 T% m8 e% ?5 R	―― * y. M1 M1 ~% e& p	1 3 U$ ~6 B& I/ g# G/ s7 L	――	0.2Ti - |4 @! h0 k/ `3 C, c6 t
LM2 $ \6 p2 @$ O' t! a* G. h	0.65	1.0	4.9 1 |" |6 w! V7 `" `2 n% H5 q$ V	2	3.1	1.2	――	0.2Ti

　　我国开发的几种基体钢的主要成分相当于高速钢淬火组织中的基体，但含碳量稍高于基体的，以增加一次碳化物量和提高耐磨性，此外，还加入少量的强碳化物形式元素铌或钛，以形成比较稳定的碳化物，阻止淬火加热时晶粒的长大并改善钢的工艺性能。
　　LM1 和 Cr12MoV 钢的强韧性对比硬度前者 62.5HRC ，后者 61.5HRC ，无缺口试样冲击值前者 30J/cm2 ，后者则只有 5J/cm2 。基体钢具有较高的强韧性，广泛用于制作冷挤压、厚板冷冲、冷镦成型模具。 65Nb 钢还可用于黑色金属的温挤压模具。
•  韧性较高的冷作模具钢
　　为了提高冷作模具钢的韧性，并进一步增加钢的耐磨性，我国研制 LD 、 ER5 和 GM 钢等，日本的 TCD 、 AOF11 、 DC53 钢，美国的 DIE 钢，瑞典的 ASSAB88 钢，奥地利的 K340 、 K360 。
　　这些钢的化学成分有如下特点，适当降低铬含量以改善碳化物偏析，增加钨、钼和钒的含量以增加二次硬化的能力和提高耐磨性，此类钢大都采用较高的淬火温度 (1140 ～ 1160 ℃ ) 和 1 ～ 3 次高温回火 (520 ～ 560 ℃ ) 与 Cr12 冷作模具钢比较，有较高的韧性和更好的耐磨性，因而制作的模具有更高的寿命，更适于冲床和多工位冷镦机[/url]的使用。
　　LD 钢的适宜淬火温度为 1100 ～ 1150 ℃，回火温度可选 530 ℃～ 550 ℃，硬度 59 ～ 62HRC ，制作冷冲模、落料模、冷镦模等代替 Cr12MoV 钢，模具寿命有显著提高。
; {7 Q* l' w2 t1 T　　ER 钢 1120 ℃淬火和 580 ℃回火三次后，有最佳的二次硬化效果。强度、韧性和抗冲击磨损的能力均优于 Cr12 钢，适用于制作精密、重载和高速冷冲模具，具有高的使用寿命。
　　GM 钢由于合金元素与碳的配比适当，具有高的二次硬化能力， 1120 ～ 1140 ℃淬火 540 ℃两次回火后，硬度可达 64 ～ 66HRC ，保证了优异的耐磨性能。 GM 钢制作的模具有冲床上使用和制作多工位级进模，使用寿命比 Cr12MoV 钢提高数倍，用于制作高强度螺栓滚轮，滚制 12.9 级 40 ～ 42HRC 螺栓，寿命比 Cr12MoV 钢提高 10 倍以上。对 GM 钢还可以采用 1070 ℃淬火， 150 ℃两次回火的低温淬火、低温回火工艺，硬度为 62 ～ 63HRC ，尤其适宜制作冷镦模具使用。
! Y) W4 D! A1 l' i5 A6 x; C! y& J' d
[ 本帖最后由 zzsxgslt 于 2007-7-23 14:02 编辑 ]

xutie

我 用过CR钢和GM钢，用在精锻模具，ER没用过