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
& y6 M1 Y$ |+ e& d　　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	Mo	V	Si	Mn	Ni 1 A) ]/ r  e4 f. y4 ?0 A) B8 {1 @	W $ e3 o3 R' F  B6 N
GD , t: Y# }9 ^1 i1 a4 d	0.69	1.15 8 v+ D+ x1 c5 p" b	0.45	0.18 . N9 z( I7 B/ ^6 s5 H! I	0.70 . P+ k% k, {" a+ ^5 |	0.85 9 C" ~7 g" x4 d6 @5 k$ z	0.85 2 ?& I( q' `/ A& {+ L( P# x  B	――
DS	0.59 4 |. H/ o1 X4 \  ~	1.15	0.25	0.20 ! f1 s/ x& V" ~3 G4 x- \	0.65 * m7 ^, n) y. h+ f6 @# K1 Y	0.88 9 g$ j7 `% V8 c7 K" O& |! g, y	0.88   n" T9 h# B3 F	0.50 ; F7 T$ V* q/ A8 |( y
D1 ; F3 S' Y% N" `/ i- v. e/ @" S	0.95	0.50	――	0.20 7 g9 i. P2 u5 U$ e% f9 r, l	――	1.20 - x2 k! [: _  I. e: }( u2 o	―― # ]. s4 `2 i  _6 `	0.50 8 E. ]6 i' w- V3 V3 T+ \
CrWMn	0.98	1.05 . f1 f2 J7 K' ]8 l+ ~* @! I	――	――   K: b* x8 R) K8 k# }	――	0.95 " R) v( K3 Q4 v$ _# w; {6 |	――	1.40 0 H; `- w3 H% i: \, l

　　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。
' f, ~& H0 \6 ~$ S: L# r6 [•  基体钢
7 h: n5 C/ w  @8 {/ D5 C* w& R4 t　　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。
9 s  B# R1 {0 w) j9 a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	C	Si 7 v; K5 b/ b/ i9 u0 r' U	Cr	W , c/ _$ d  Q% E	Mo	V - j9 D+ _9 t# i/ C7 x	Nb 4 J3 r5 r% t! w	其它
65Nb	0.65 7 H, E& x3 J# s; _8 s	――   z* D! H. x, b* b# g3 x: |; p	4.1 : i/ B3 n: i4 h3 ?( {! `4 `% l  F	2.75	2.25	0.95	0.25	――
LM1 * c3 l2 w; i8 a2 o2 |3 j+ ^+ |) D: h	0.65	――	4.5 ' ~( d, O9 M$ Q6 L1 k+ \	8	―― 2 J* P  G  ~& X. d8 P8 _2 N	1 - F8 b$ `! I' I% E, L	――	0.2Ti ( g7 A$ q' M* w' O
LM2	0.65 4 k, S6 C5 b4 V0 j3 W	1.0 ! R8 L" }& i' [- w' J. T/ U6 O7 z	4.9 & z/ M5 O% M2 C1 `/ Z	2 5 j, s& W* X% L1 @6 ?; @$ V% L7 O	3.1	1.2 " d) w, X6 k& u5 v2 ?; m3 P	――	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 。
3 W6 O1 ]. `' [$ ^$ U6 [　　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。
　　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 ]

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我 用过CR钢和GM钢，用在精锻模具，ER没用过