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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
e( g6 S9 m2 p4 u 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。
! c7 \. W2 k; \8 A牌号 7 u+ |, X1 ^. u4 D7 l4 q
| C 1 E/ r, K* C1 [' f' K( |8 |
| Cr 8 j7 @" M) v2 a/ _
| Mo / g+ G3 g' s% g" e2 K+ S
| V
* V" k( O/ `, g2 J9 O | Si
$ i" F7 E( C1 \6 { | Mn
3 G3 M5 p; ]2 `+ j, N) V& n | Ni + p r" j$ t# U; k
| W : m( {) e. k$ M7 ^' d; z, `
| GD 4 q# U6 j0 X" j4 o
| 0.69
& o, M% H5 k. s% x9 C" f! e. J | 1.15 7 Q! v+ x* q$ ~' M0 r3 Z
| 0.45
& y, Q( ~& s# S+ ?- B! W: V/ A* Y | 0.18
5 P5 q( Q @* W. M1 G4 z | 0.70 3 A3 Y$ O/ Z, F. ]8 `1 V6 H3 L
| 0.85 6 ?( Z3 X, e1 k$ M( t5 D
| 0.85 $ B! y! w! c! b4 C& y
| ―― ; g6 v2 |9 O: i- c3 m
| DS 7 I% l8 Y* R* Z2 d3 S& Z
| 0.59 6 m! U4 ~2 B& D% n' n4 a
| 1.15
4 U. _$ G& a9 B. C/ b( r | 0.25 1 Z6 ^' Y$ v/ C) [
| 0.20 ! p9 |) G8 O% [% f$ a" N8 b" W
| 0.65 3 S, `; d- j# p3 z, d( i, i7 S
| 0.88
+ o0 S7 D3 v3 G5 |. P | 0.88 o8 C5 H( I7 |- x8 C- I* G$ T
| 0.50 : Y+ q8 n. a# n/ c
| D1
) U7 [ r" |9 y | 0.95
0 o! N& u5 A, r E; {) h' }, L | 0.50
" V0 @* f. C; ? | ―― ! q2 n! n7 ?' t' R2 @) e
| 0.20
* ]/ C' f# I! C3 F! s# ` | ――
. S' }! N# M" ^* g, m5 n2 r | 1.20 0 E* X6 i4 \* O% S3 |
| ―― |. y+ l4 T) Y; D( h
| 0.50 9 m; W: z. s" `) f1 C
| CrWMn
2 C$ d, X) m1 o: q# D k& i | 0.98 , q* f; _' u8 w7 }
| 1.05 : `/ w7 Y/ I, z+ P
| ―― 1 S. G; V& j" _' U7 x U
| ――
+ h9 Z! Q# _6 V4 N | ―― * j0 U) W, b9 Y8 r
| 0.95 8 M- w7 E' x" H3 f" k9 @/ L3 X, ]
| ―― 9 z; u4 E( \- w" j7 c7 d+ \* Y7 C$ Y
| 1.40 ) Y; z/ m$ h ~
|
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 。
( x! Q `8 K' i6 G% x ^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。 9 p) \0 P K q5 U, F$ p F
• 基体钢
# T( f' L8 k, ]: L* z% Z 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。 ) ?3 u' F t) n9 g
表 2 为基体钢化学成分。 # h- F4 j& p9 T
基体钢化学成分见表 2 （ W% ） 牌号 + l5 C) Y7 s! L0 M; L: e$ @
| C 3 C5 D4 B2 h" p' F \; }& X
| Si
I0 V( q7 v! O9 j | Cr
, j( [2 @9 c& @: z | W 2 ^9 P- O) r9 I& \
| Mo , Z( H( X/ A4 Z7 j4 ~. l: _
| V / t9 g9 }8 h: l4 P
| Nb * k/ z" Q7 D* o% ]
| 其它
0 h- f/ m4 i7 b7 f3 m; u, K | 65Nb
# L( Y9 r, m6 v3 e. I7 F, K | 0.65 , }% E9 t" q( N: w* q& d. d% P h
| ―― & @1 I* D4 _$ L, I/ m/ g
| 4.1 * E0 M P& r7 X1 |" j$ ?
| 2.75 . r$ P) w$ E- [: s
| 2.25
9 |, }- l, Y3 k | 0.95 % q* y. A: o3 v V( R% S" i
| 0.25 , u2 ?7 ~# B6 d! x+ i% o
| ――
+ ~, l# R w0 N; K& H | LM1
* ~4 ]2 y: A% T' d6 G# N | 0.65
1 c4 t$ |/ m1 u( [ k | ―― 9 s5 ?% r& e+ N1 a1 ?6 e
| 4.5
" s, _8 Z e8 | | 8
, M6 B9 a& d9 N8 a$ P | ―― 5 Y+ o9 q, W5 _: Y
| 1 6 Z. O9 C& X8 x- F1 m0 j
| ―― # ^4 |. k. R" M& g" @0 J
| 0.2Ti m% V0 ], q% g3 ?3 A
| LM2
/ u0 @( ~6 u# G9 e3 \ | 0.65 % U! _2 F3 U7 b
| 1.0 4 ]/ M) X# f/ n+ |9 v
| 4.9
4 T, D2 I7 G; l w; K | 2
2 C2 L! o3 N4 _% a0 m1 p! } | 3.1 ! {: K* F: z( l+ A. q! \: S6 i
| 1.2
6 t' P9 F; ?( x | ――
& t* v7 d% ~8 T7 s, Y2 n8 { | 0.2Ti $ S4 B3 m" p. Y/ g/ e' \! ^. W9 u. E
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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。
0 r1 M k' F, N& Z+ B 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。
# E- R9 n. o$ T# ?1 I7 B• 韧性较高的冷作模具钢
& }( J/ |6 R0 t: |" 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. q1 |& F7 Z+ 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。 5 a* s5 M S+ Y( g8 V, T2 B
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。 # s4 j/ a8 c$ U
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。
3 l& |4 i- E, j3 T$ W8 H i 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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发表于 2007-7-23 13:58:46