冷作模具钢侧重硬度、耐磨性。含碳量高,合金元素以增加淬透性,提高耐磨性为主。

  我国传统上常用的冷作模具钢有CrWMn、95SiCr、9Mn2V、GCr15、60Si2Mn等低合金钢;Cr12、Cr12MoV、高速钢W18Cr4V、不锈钢30Cr13等高合金钢。

  由于这些老钢种存在一些问题,不能满足模具工业的发展的需要,国内先研发和研制了一批新型冷作模具钢。相信下列相关冷作模具钢应用的介绍,能在您选用冷作模具钢时提供帮助。

选用冷作模具钢

  低合金冷作模具钢的应用

  简单模具可选用高碳钢如T10A,但高碳钢淬透性差、淬火变形大、耐磨性低、强韧性和回火稳定性都较差,因此不能用来制作形状复杂、精度要求高、承载力大的工模具。

  为了适用模具的性能需要而发展起来的高碳低合金钢是在碳素工具钢基础上加入适当的合金元素如铬、镍、锰、钼、钛、钨、钒、硅等元素冶炼而成的,常用的有CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15等,合金元素的加入提高了钢的淬透性,油冷代替水冷降低了模具变形和开裂的倾向,马氏体在回火时不易分解,分解后析出的碳化物又不易聚集长大、低温回火后有较高的强韧性和耐磨性,模具使用寿命可大幅提高。

  近年来我国研制了一些新型低合金冷作模具钢,这些钢的主要特点是合金总量低、淬透性好、淬火温度低、热处理畸变小、强韧性好、并且有适当的耐磨性,如GD (6CrMnNiMoVSi)钢、CH(7CrSiMnMoV)钢、DS(6CrMnNiMoVWSi)钢和CrNiWMoV钢等。其中GD钢中加入少量Ni、Si,既强化了基体又提高了低温回火抗力,Mo和V的加入可细化晶粒,用于制造易崩刃、易断裂的模具,有较高的使用寿命。DS钢是一种抗冲击冷作模具钢,其韧性显著优于常用的高韧性刀片用工具钢。CH钢的成分与日本SX105V钢相同,是一种火焰淬火模具钢,常用于制造汽车等生产线上用的模具零件,火焰淬火时,加热模具刃口切料面,硬化层下有一个高韧性的基体做衬垫,从而获得较高的使用寿命。

  高韧性高耐磨模具钢的应用

  我国传流上应用较多的是Cr12型系列,如Cr12、Cr12MoV钢,它们都是莱氏体钢,其组织中有大量共晶碳化物,淬火有大量残留奥氏体,热处理后变形小、耐磨性高、承载力大、长期以来在国内大中型冷作模具中得到广泛应用。

  虽然Cr12、Cr12MoV钢耐磨性好,但是其韧性差,并且常因碳化物偏析易引起热处理后断裂。为克服这些缺点,国内外均进行了大量的研究工作,一方面在提高钢的质量上下功夫,如采用电炉+炉外精炼、电渣重熔来提高钢的纯净度、致密度、等向性和均匀性,减少偏析;另一方面又不断研究新钢种,先后开发了多种高韧性高耐磨性模具钢,如LD(7Cr7Mo2V2Si)钢、GM(9Cr6W3Mo2V2)钢、ER5(Cr8WMoV3Si)钢。与Cr12型模具钢相比,这类新开发的钢中适当降低了C和Cr的含量以改善碳化物偏析,还适当增加了W、Mo和V的含量,以增加二次硬化的能力和提高其耐磨性。这些新型模具钢既有高的强韧性,又有良好的耐磨性,用其制造的模具使用寿命有所提高。