讨论冷热模具钢的主要钢种的和热处理制度（加分题）

混在西北

讨论冷热模具钢的主要钢种的和热处理制度

霍大侠

目前我国常用的冷作模具钢有:
   低合金工具钢 CrWMn，9CrWMn（易形成网状碳化物，一般采用淬火温度820~840℃，回火温度 180~250℃）
   高碳高铬钢Cr12及Cr12MoV  Cr12Mo1V1（共晶碳化物偏析较严重，淬火温度980~1080℃均可，温度超过1050℃有较强的二次硬化效应，二次硬化回火温度约520℃，适用于高硬度高耐磨低应力的模具。）
  高速钢系列（有更高的耐磨性和强度,但其韧性不足。作为冷作模具使用时淬火温度可以较切削工具时低，以增强其韧性。）
  少少发言，权当抛砖引玉。。。
  
为了改善Cr12型冷作模具钢的共晶碳化物偏析，提高其韧性，并进一步增加耐性，开发出不少新的钢种，如我国研制的LD、ER5和GM钢 ；日本的TCD、AUF11、DC53；美国的Vasco DIE等等。

油水混淬

国内常用的热作模具钢H13，采用先进的炉外精炼、锻造和热处理工艺，在技术上有多项创新使H13模具钢的纯洁度、冲击韧性等有较大的程度提高，在国内同类产品中处于领先水平。其中显微纯洁度及偏析指标达到了国外先进水平。是制造热作模的首选材料。另外也可用作长寿命塑料模具。

小虫

Cr12钢近似钢号:美国D3(AISI/SAE和ASTM),德国1.2080(W-Nr.),法国X200Cr12(NF),日本SKD1(JIS),俄罗斯X12(ΓOCT).奥地利K100(百禄Bohler Ges.mbH)
钢材特性:Cr12钢属于高碳高铬类型的莱氏体钢,碳的质量分数高达2%以上,所以冲击韧度较差、易脆裂,而且容易形成不均匀的共晶碳化物.Cr12钢终存在大量Cr元素,主要形成(Cr·Fe)7C3型化合物，而渗碳体型碳化物极少。淬火加热时碳化物大量流入奥氏体中，淬火后得到高硬度的马氏体；回火时马氏体析出大量弥散分布的碳化物。由于其硬度很高，因而提高了钢的耐磨性，Cr又使等温转变曲线右移，从而增加了钢的淬透性。马氏体相变点低，淬火后模具钢中有大量残留奥氏体，减少了模具淬火时的变形量。

主要用途：多用于制造耐磨性能高、不承受冲击的模具及加工材料不硬的刃具。如车刀、铰刀、冷冲模、冲头及量规、样板、量具、凸轮销、偏心轮、冷轧辊、钻套和拉丝模

小虫

　　　　　　　　　　　　　　　　 4Cr5MoSiV1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　4Cr5MoSiV1近似钢号:美国H13(AISI)日本SKD61(JIS)日本DHA1(大同)日本DAC(日立),瑞典8407(ASSAB),德国X40CrMoV5-1,1.2344(W-Nr.)英国BH13(BS).

钢材特性: 4Cr5MoSiV1即美国钢号H13(AISI)时国际上应用广泛的空冷硬化热作模具钢,与4Cr5MoSiV相比,有更高的热强度,在中温条件下具有很好的韧性 ,600oC作业,热疲劳性能和一定的耐磨性.在较小的奥氏体化温度下空淬,热处理变形小,产生的氧化皮倾向小,可以抵抗熔融铝的冲蚀作用.抗热裂性好，电渣中熔铜，组织致密，电炉精练钢质纯净，具较好的等向性能.
主要用途: 4Cr5MoSiV1(H13)广泛应用于制造热挤压模具,芯棒,模锻锤的锤模,锻造压力机模具,精锻机用模具以及铝,铜机器合金的压铸模.适合大型或形状复杂之模具.

[ 本帖最后由 小虫 于 2007-11-17 22:48 编辑 ]

耿建亭

标题有点大,下面仅就冷作模具材料简介一下

第一类,
碳素工具钢系例
主要用于批量小的模具类
优点;易切削,价格便宜,购买方便.
缺点;淬火易变形.
第二类
低合金工具钢系列
优点:较碳素工具钢寿命长,有一定的抗回火性.
缺点:部分存在网状碳化物(如CRWMN),部分有脱碳倾向(如9SICR),部分存在液析现象(如G CR15)
第三类
高碳高铬钢系列
优点:耐磨性较好,可适宜大批量生产
缺点:为莱氏体钢,一般存在严重的成份偏析现象,稍大尺寸工件必须进行锻造
第四类
高速钢系列
优点:较高碳高铬钢韧性好,红硬性好.耐磨性不及CR12好
缺点:莱氏体钢,必须要锻造,切削加工性不算太好
第五类
基体钢
一般是指在高速钢淬火的马氏体基体的成份经过稍微增减某种合金元素耐得.
优点:韧性较高速钢,高碳高铬钢为好,
缺点:耐磨性不及高速钢或高碳高铬钢.一般若需高韧性,高耐磨性的模具需在最后加一步表面热处理进行(软氮化/表面渗碳/渗金属)等.
第六类
其它模具钢用于冷作模具钢中
一般是指在选用传统的冷作模具钢达不到模具的性能要求要做出的选择,是要根据模具的寿命及模具的使用情况具体分析而选用的.
第七类
其它材料(如铜合金/锡合金/铸铁/陶瓷等)
如以低碳(合金)钢进行板条马氏体淬火后使用.做为螺栓冷墩模,其使用寿命高于高碳高铬钢/低合金工具钢/高速钢等.
第八类,
本人暂不知
热处理制度
第个钢系中的每一个钢种都有其本身的热处理制度,如果制成模具,则需专门考虑.即每一个模具及制造此模具的材料,都有一种或几种相对应的最佳热处理工艺.

感觉楼主的这个帖子提得有点大.如果做答,感觉可以写一部大著作了.

个人观点,不足为凭

[ 本帖最后由 耿建亭 于 2007-11-18 19:34 编辑 ]

扬子眼镜

各位大侠的发言,使我受益非浅,耳目一新!学习的同时,支持一下!

szchyuan

学到不少东西，

szchyuan

冷作模具钢：主要是一些要求耐磨性和抗冲击性的钢种，如Cr12/Cr12MoV/CrWMn/9SiCr等，主要的热处理工艺为淬火后低温回火。
热作模具钢：主要要求耐热疲劳性能和红硬性的钢种，如H11/H13等，主要是采用高淬高回的方法得到一定的硬度。

有志年华

H13回火冷却有没有第二类回火脆性的顾虑？

大吉利

5CrMnMo钢具有与5CrNiMo钢类似的性能，淬透性较差。此外在高温下工作时，其耐疲劳性逊于5CrNiMo钢。此钢适于制造要求具有较高耐磨性的各种类型锻模（边长≤400mm）。要求韧性较高时，可采用电渣重熔钢。
5CrNiMo钢具有良好的韧性、强度和高耐磨性。它在室温和500～600℃时的力学性能几乎相同。在加热到500℃时，仍能保持住HB300左右的硬度。由于钢中含有钼，因而对回火脆性并不敏感。从600℃缓慢冷却下来以后，冲击韧性仅稍有降低。

  5CrNiMo钢具有良好的淬透性。300mm×400mm×300mm的大块钢料，自820℃油淬和560℃回火后，断面各部分的硬度几乎一致。该种钢用来制造各种大、中型锻模。该种钢易形成白点，需要严格控制冶炼工艺及锻轧后的冷却制度
4Cr5MoSiV钢是一种空冷硬化的热作模具钢。该钢在中温条件下具有很好的韧性，较好的热强度、热疲劳性能和一定的耐磨性，在较低的奥氏体化温度条件下进行空淬，热处理变形小，空淬时产生氧化铁皮的倾向小，而且可以抵抗熔融铝的冲蚀作用。该钢通常用于制造铝铸件用的压铸模、热挤压模和穿孔用的工具和芯棒、压力机锻模、塑料模等。此外，由于该钢具有好的中温强度，亦被用于制造飞机，火箭等耐400～500 ℃工作温度的结构件
4Cr5MoSiV1钢是一种空冷硬化的热作模具钢，也是所有热作模具钢中使用最广泛的钢号之一。与4Cr5MoSiV钢相比，该钢具有较高的热强度和硬度；在中温条件具有很好的韧性、热疲劳性能和一定的耐磨性，在较低的奥氏体化温度条件下空淬，热处理变形小，空淬时产生氧化铁皮的倾向小，而且可以抵抗熔融铝的冲蚀作用。该钢广泛用于制造热挤压模具和芯棒、模锻锤的锻模、锻造压力机模具，精锻机用模具镶块以及合金的压铸模。
4Cr5W2VSi钢是一种空冷硬化的热作模具钢。在中温下具有较高的热强度、硬度、耐磨性、韧性和较好的热疲劳性能。采用电渣重熔，可以比较有效地提高该钢的横向性能。该钢用于制造热挤压用的模具和芯棒，铝、锌等轻金属的压铸模，热顶锻结构钢和耐热钢用的工具，以及成型某些零件用的高速锤模具。
8Cr3钢是在碳工具T8中添加一定量的铬（3.20%～3.80%）而形成的。由于铬的存在，此钢具有较好的淬透性和一定的室温、高温强度，而且形成细小、均匀分布的碳化物。该钢通常用于制造热冲裁模具、热顶锻模、热弯曲模等
3Cr2W8V钢含有较多的易形成碳化物的铬、钨元素，因此在高温下有较高的强度和硬度，在650℃时硬度达HB～300，但其韧性和塑性较差。钢材断面在80mm以下十可以淬透。这对表面层需要有高硬度、高耐磨性的大型顶锻模、热压模、平锻机模已是足够了。这种钢的变相温度较高，抵抗冷热交变的耐热疲劳性良好。

这种钢可用来制作高温下高应力、但不受冲击负荷的凸模、凹模如平锻机上用的凸凹模、镶块、铜合金挤压模、压铸用模具，如反挤压的模具；还可以供作高温下受力的热金属切刀等

3Cr3Mo3W2V钢是热作模具钢，其冷加工、热加工性能良好，淬、回火温度范围较宽；具有较高的热强性、热疲劳性能，又具有良好的耐磨性 和抗回火稳定性等。该钢适宜制造镦锻、压力机锻造等热作模具，模具使用寿命较高
5Cr4Mo2W2VSi钢是一种新型热作模具钢。此钢是基体钢内型的热作模具钢，经适当的热处理后具有高的硬度、强度，好的耐磨性，高的高温强度以及好的回火稳定性等综合性能，此外也具有一定的韧性和抗热疲劳性能。该钢的热加工性能也较好，加工温度范围较宽。适于制造热挤压模、热锻压模、温锻模以及要求韧性较好的冷镦用模具。
5Cr4Mo3SiMnVAl钢该钢是一种基体钢类型的冷热两用型工模具钢，作为冷作模具钢，它与碳素工具钢、低合金工具钢以及Cr12型钢相比，具有较高的韧性；作为热作模具钢，它与3Cr2W8V钢相比，具有较高的温度强度和较优良的热疲劳性能。这种钢用于标准件行业的冷镦模和轴承行业的热挤压模使用，寿命比原钢种有较大的提高
5Cr4W5Mo2V钢是新型的热作模具钢。该钢具有较高的热硬性，高温强度和较高的耐磨性，可进行一般的热处理或化学热处理，可代替3Cr2W8V钢制造某些热挤压模具。也用于制造精锻模、热冲模、冲头模等，使用寿命较高。
6Cr4Mo3Ni2WV钢（代号为CG-2）是基体钢类型的新型模具钢。该钢具有强度高，红硬性好，韧性也较好。该钢具有较宽的热处理温度范围，灵活性大，基本上无淬裂现象。根据模具使用的条件，可适当调整热处理工艺，用于冷作模具可采用520～560℃回火，用于热作模具则可选用600～650℃回火。此钢可用于制造热挤压轴承圈冲头、热挤压凹模、热冲模、精锻模，此外也可作冷挤压模，冷镦模具等。该钢热加工工艺较难掌握、锻造开裂倾向较为严重，在热加工时应给予注意

fangjianru

压铸模具一般按照北美压铸协会标准 Nodaca 207-2003
  GM9999    以及Ford2006标准执行

laogen1

楼上，没听过你说的后面的两个标准呢，是哪国的啊？另外第一个标准应该是NADCA207-2003

laogen1

既然是讨论冷热模具钢，那么我给大家介绍一种冷热模具钢吧。
A2，美国牌号，相当于国内编号方法的Cr5Mo1V，在美国标准中划分到冷作模具钢类里，属于空冷钢，具有较好的硬度和韧性匹配，很多工作场合能够替代D2。从化学成分上看，大家也能看的出，该钢跟H13很像，就是碳较高，所以该钢在工作温度不是很高的情况下还能替代H13，而且由于碳含量高，耐磨性好。

ivanwongdg

回复 14# laogen1


    很难购买的

laogen1

据我了解国内抚钢有生产。

jy00848845

分析的很详细啊

汉金模具

来跟各位高手学习学习，

waterflower

冷镦模具钢7Cr7Mo2V2Si是很好的材料，可惜国内热处理做的很好的难找

zsswzhou

fangjianru 发表于 2010-9-6 19:23
压铸模具一般按照北美压铸协会标准 Nodaca 207-2003
  GM9999    以及Ford2006标准执行

GM9999    以及Ford2006标准执行,这两个标准请发个学习下