冷作模具钢的牌号及应用

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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
+ \5 \) F' c+ W4 c　　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。
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表 1 为低合金冷作模具的化学成分 (W%)

牌号 / `4 B3 t4 ~+ ^* o	C : X( {+ O6 J3 a7 O$ G7 H	Cr	Mo : y( |( _/ |" W# K7 \' K	V ' a' F+ p2 D9 z- h2 y( m! m( n	Si 4 ^* O! Z! P8 N/ G4 x	Mn : w( @2 e; W  A: N	Ni % E: @9 i2 R. v1 U2 v	W
GD	0.69 ; E$ r, b& ?; |' Q1 h5 R) N& W	1.15	0.45	0.18 ( U7 S. M: K- M/ h' x" ?* q	0.70	0.85 ( Q' @7 s- w! x: x& @	0.85	――
DS ' T0 j$ U9 E/ e6 E* U1 |	0.59	1.15 3 I, c9 A( h0 }! V5 K* p5 A	0.25 $ g6 D" d/ l, J& x) X	0.20	0.65	0.88 : q# M$ y+ |. {* t! W0 ^	0.88 " p& V4 G) d+ v# X	0.50 . x7 u+ i6 |* k3 G$ f
D1	0.95	0.50	――	0.20	―― - z( Y+ c' Z+ s( s7 z4 q9 x; w	1.20	――	0.50 0 o) \3 a: S6 f+ H* Y; [8 k4 a
CrWMn 1 g0 [8 _) ^* u' s& u& t	0.98 $ |* M( ^* b) j: [; z' a	1.05	―― ) y0 r8 z; t( l& v! S  g6 n9 l	―― * w" ~7 n$ q; o: L# Z	――	0.95	―― ! `* B6 p# e% w: {2 ?8 R' ~	1.40 - U. |7 F$ Q3 [. {; O1 K. x  d

　　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 。
/ @7 n- {* [* N( o4 u+ m; PDS 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。
: m  z0 S! {9 c8 G•  基体钢
　　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。
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基体钢化学成分见表 2 （ W% ）

牌号 # P9 R0 u' b# h. [	C	Si	Cr	W : S8 i+ ?* O0 x8 A8 ?* D	Mo & `! Y9 h" f' v1 V	V	Nb	其它
65Nb	0.65	―― + Z2 n: t% G  T" Q* A( n' e: _	4.1 1 a! B' z9 j! K4 U$ G	2.75   y+ k6 h' e( \	2.25	0.95	0.25	――
LM1	0.65 9 U+ y% {5 C+ i/ I7 X8 t( p* c	―― ' Q: B) i, v8 `6 F- F+ f	4.5 8 L( W$ o$ {# ^	8 8 {8 D( G0 Q7 F7 E) B/ I  u0 k	――	1	――	0.2Ti 0 C6 ]" V/ @5 A1 ?: Y$ R6 h+ p* a6 [
LM2 # |2 ]! i. h0 A- V: t	0.65	1.0	4.9 # f' c( c3 ]0 x3 O+ ?	2	3.1 - ?2 @/ Z( S) q  M	1.2	――	0.2Ti + B" K) x9 W* C2 Q* K& K! a

　　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
# ?! N, F) W9 O: q* Z% q! W　　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 。
/ ]  s' a; E% P0 V9 S　　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。
% P% c5 v7 [& v2 F3 D( Q/ [　　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。
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[ 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