冷作模具钢的牌号及应用

冷作模具钢的牌号及应用当今，我国常用的冷作模具钢还是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。现先容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。在钢中加铬或锰可进步淬透性，并使钢在淬火和低温回火后保存一定量的残余奥氏体，减少畸变；加进硅或镍可使基体强韧化，并进步回火抗力，在相同硬度下，比其它同类钢有更高的强韧性，加进钼或钒可细化晶粒。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CCrMoVSiMnNiWGD0.691.150.450.180.700.850.85――DS0.591.150.250.200.650.880.880.50D10.950.50――0.20――1.20――0.50CrWMn0.981.05――――――0.95――1.40GD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，有利于减少畸变和进步钢的强韧性，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/cm2。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/cm2，冲击韧度高于6CrW2Si工具钢。•基体钢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CSiCrWMoVNb其它65Nb0.65――4.12.752.250.950.25――LM10.65――4.58――1――0.2TiLM20.651.04.923.11.2――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进步耐磨性，此外，还加进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钢还可用于玄色金属的温挤压模具。•韧性较高的冷作模具钢为了进步冷作模具钢的韧性，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进步耐磨性，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，模具寿命有明显进步。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钢进步数倍，用于制作高强度螺栓滚轮，滚制12.9级40～42HRC螺栓，寿命比Cr12MoV钢进步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。