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
+ W/ ~% _* v5 Q! e& M# A4 T2 `　　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	C	Cr * ?: V- f# _' m& N9 ?	Mo	V	Si & Z- ^' M5 _6 y) I8 c, d  M3 \	Mn   j* l' z' T+ c) \, U7 ]	Ni	W
GD 2 i$ I' b# V) \	0.69 + F+ J+ \+ h) s/ e, o% c	1.15	0.45 ( S# `" ~( W/ `	0.18 ; d* A. B% ~1 G0 m' [	0.70 & }+ I' h0 v' q+ a	0.85 / F  u+ p& R9 u4 p* L( k	0.85 % j  W: h8 c  R	―― ; O. C- j9 @  i* }! j
DS	0.59	1.15	0.25	0.20 ( [$ `0 ~: g; |( ]" x# C	0.65	0.88	0.88 2 w/ b9 b- K! j- _' d' y	0.50
D1 " ~6 \5 @" e4 g" l: E	0.95	0.50   M# G: {, Q9 B5 `$ Z' q$ ^( E	――	0.20	――	1.20	――	0.50
CrWMn	0.98 ! o0 |  u% j* ?	1.05	―― * A6 I5 A0 D1 j* [/ V$ w	――	―― 7 h2 g0 w$ q, O: W	0.95 ! S! Z2 z8 V9 ^3 \& `, E( P4 J, {8 C8 N	――	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 。
' [5 K# a2 s; M2 S, tDS 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。
+ p+ p1 E" H2 Z•  基体钢
  ^6 g! l& \2 Y" \　　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。
% H9 k2 H" r7 S表 2 为基体钢化学成分。

基体钢化学成分见表 2 （ W% ）

牌号	C / L3 l' _6 t4 ^# ~$ G1 [( c( _	Si	Cr ! s  o& o- J% X9 U' G* s! B	W   V8 q6 S% D7 B3 w" B3 _. o2 l0 U	Mo / |0 z, C) C( E7 b2 f; |7 B2 T7 k	V # G7 l, C+ X. P5 X- @9 _	Nb ) N: H9 {1 B# @7 j0 k9 h2 U	其它 1 l* U1 O2 x. S- f) L6 |7 {6 w
65Nb " r$ s( X4 s# h, Q( R	0.65	―― + \2 Z" G5 S$ e3 c6 }7 q+ Y+ D	4.1	2.75	2.25	0.95	0.25	――
LM1	0.65	―― : Z+ @( c6 l; ]& N# ]	4.5 4 [! N% E9 U, ?0 v2 J* k( Z" q	8 8 s& t! R& M( J, O, T# M7 {	―― 1 A+ W, M: p9 b6 i7 P- k	1 / `; i. E- ^: h2 Y	―― # T1 j  j' c9 {0 n	0.2Ti
LM2	0.65 ; k3 r2 L9 N7 ?& B5 b	1.0 ! d; z, S; @# V& h+ G* [, ?	4.9	2	3.1 ( Q' ?- o7 R$ |. X7 o	1.2 - c5 R4 F; z" n7 V$ Z& B	―― ) x% n- n" g& W) L9 X, h+ e	0.2Ti   S; p; f& C4 j- \$ [

　　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
0 J! }3 R: Y$ K# E9 m　　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 。
. D. C9 ], P5 l$ `  P8 X4 L) B　　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。
% w0 o- n. i3 ]( y　　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。
1 N8 [/ s# W4 Y" L' i
! D" r' H" G2 B6 L' }) f4 k[ 本帖最后由 zzsxgslt 于 2007-7-23 14:02 编辑 ]

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我 用过CR钢和GM钢，用在精锻模具，ER没用过