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	Mo	V ! L, F5 H. ^2 I! h	Si	Mn + W4 N8 j; w! C3 M0 W7 b2 V	Ni : S- c4 o5 c- u2 }/ k	W
GD	0.69	1.15	0.45 . a) i8 n4 @; x* x- K2 C; j	0.18 + P+ D# G* t; u$ [. s: G8 k	0.70	0.85 3 k. m' p6 Y4 U8 M: ^) n' Q, [	0.85 ' n7 A/ Q9 P+ W: [# V3 M; z0 O	――
DS	0.59 + T5 ?3 s; k- |/ H! C* ~& _	1.15 / \4 v2 }- i/ N) q	0.25	0.20 2 J# K$ W4 L$ B6 G	0.65 6 E) ?/ k; e; F9 \! ^	0.88	0.88	0.50
D1	0.95	0.50 " H. X) x% A. P	―― . o* F3 u1 f  R! }	0.20	――	1.20 3 i  X: E$ t' j4 ]( e" {3 K8 N	――	0.50
CrWMn & ~: S9 C1 w/ P& z4 A6 l	0.98 0 `0 L+ |: |  p+ w) W  b! R0 G	1.05	―― / M9 A* O5 Y- k	―― 5 b- L# J' m3 K# e" H	――	0.95 + y* `" n. `2 z, H- y( G& @	――	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 。
) H( `. N! x" e9 g7 p3 wDS 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
; o9 K0 |' |6 ^* N. q9 I# U1 ~5 l　　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。

基体钢化学成分见表 2 （ W% ）

牌号 & v; A0 [0 t  a7 D) ?	C ) Y, f6 O( z: h# t	Si	Cr ) L: ]$ V. i8 s' R6 X& G& |	W $ [" [, q8 g' p6 o	Mo 4 R9 A; {3 R* ^0 D/ v4 w0 b1 v	V	Nb 1 C8 W; e0 X# v; `" J	其它
65Nb # Q: z& b; ^+ g5 k	0.65	―― % n1 M& |2 h8 U( ~, @& G! X4 H/ V$ t	4.1 ; @2 \' b' g8 m. G	2.75	2.25 4 h* t/ b( y9 q' t5 Z1 P	0.95	0.25	――
LM1	0.65	――	4.5 $ l% Y7 U3 {) m- x+ I0 D	8 , H3 x% x- V( y! X; V2 ^$ ~! Q4 e; Y	――	1 & L! ]9 i2 X2 ]1 h4 B" ~  R. h	―― ) w1 Y+ J) v, |2 @	0.2Ti
LM2	0.65 4 O/ a% {. f# f4 j+ t8 B	1.0 0 n* [3 `' r* S8 I0 v5 l- e2 @	4.9 0 k; i0 i: l( }9 L* f' s2 d	2	3.1 4 V1 x* ^9 w2 f1 h  C& Y' N$ w	1.2	―― - P1 n: a7 J" l! I	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。
& }, `+ u% u' M( `% n6 ]2 _& K　　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
" q( I) S# m7 d/ d% r; X9 S( 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 。
　　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。
* D* R- W; g( l+ c; J  _* i5 b
[ 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