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
　　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 5 E0 ^' V1 N9 e2 o/ H' A, |	Mo ! O: ]/ [1 Q5 R2 f; O* P) f0 A# X: u8 t	V 2 J( C- u  B$ F& _	Si	Mn	Ni	W % Q, Q$ l; W/ `3 o2 D9 W
GD ! W' x2 h" |0 Y& `5 S% R	0.69	1.15 ' ?, G! }2 _% D	0.45	0.18 0 f. [1 {' J# N. X( @. S	0.70 " T" X, @5 U) H6 `6 C) W- K+ V% J	0.85 . t8 U6 z( T! S; P7 c	0.85	――
DS : y# D5 E0 l8 j	0.59 , d- E2 ~6 I0 \	1.15 ' e7 q; f- s- r9 e2 E	0.25 8 [- Y# u- g4 j: M	0.20 3 M0 I, C$ u. e1 v	0.65	0.88 , z( R* _0 T- S' C& C	0.88	0.50 + O; O3 l8 b* ?
D1 . y0 O% I4 X. g# ?	0.95	0.50 5 g* _8 [* D) H5 ~. h$ c7 G	――	0.20	―― : ~( i* C. j/ [; ~$ B# _	1.20 # y8 v- K& {% w' C1 I& q	――	0.50 + I. o5 X. }' x: R2 k
CrWMn	0.98	1.05 " K/ ^7 v  d% @3 I3 s/ }) P1 r! I	――	―― / g3 j, _. G& l7 l1 o, r- S	――	0.95 1 d$ \2 Q8 D) G  x	――	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 。
" g! p2 D6 [( EDS 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。
& x8 R% @' f0 B; w•  基体钢
% |8 ~  A; T1 t. 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。
& ^8 a7 P* n! \/ n表 2 为基体钢化学成分。
3 q; ^2 Z( v0 y) y  j  D9 o2 J

基体钢化学成分见表 2 （ W% ）

牌号	C 3 t/ i7 @9 @$ w" q	Si	Cr	W	Mo ; ^6 U. T+ V- p1 z	V	Nb	其它
65Nb	0.65	―― 8 W0 w* n: s, J" N7 p# x	4.1 ! \. _& a! q& P+ ^	2.75	2.25	0.95 2 P, @- A5 }* L" K	0.25 & {$ G! E1 F! O) Q+ g	―― 6 A, x/ b8 E/ Z
LM1 6 v  i7 c& ~0 n# R) q( C, j  O	0.65	―― " r! N1 t% Y- ]+ y' o) ^% J	4.5	8	――	1 ! U( ?6 P  l2 O	―― / T" D/ j2 j  Z  P  y. f1 H3 P	0.2Ti
LM2	0.65 1 H% t; w, B" \1 F* ]( H3 e	1.0 , F+ [( O& H0 c: e( q- j	4.9	2 7 a( w2 L9 W& I: E1 s) g( n	3.1 6 p9 }/ I+ m1 c' ~2 m	1.2 ' }6 Z4 s4 |/ [7 }% ^	――	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。
. S5 i5 s3 [2 |8 U& _•  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 。
, o8 ?- j# R* X1 c　　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。
$ _# h4 Q$ G* c8 [" k* ~* U　　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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& S& @5 {: A4 O7 J0 V  h% z' U$ |2 j) w[ 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