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
9 Q* h* V- m5 l# p% k3 F, o　　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。
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表 1 为低合金冷作模具的化学成分 (W%)

牌号 1 t! f  \2 C. p; U, ^	C - S) ?6 W! x8 D# u. y	Cr	Mo . Q1 q2 G# q2 h. a: W. @1 P; I	V ) t+ l4 r0 m) H	Si	Mn	Ni	W
GD ; u+ |2 z, P+ x- N$ d6 @	0.69	1.15 & V% P! h! Z4 C( {' h7 U) ^. q	0.45 , U0 t' N) A: Q5 d% U6 D6 i	0.18	0.70	0.85 : H/ R) i3 h+ p9 Z9 D1 `, T	0.85 5 E6 Q) ?1 i/ J$ b- s, s	―― 4 s. w) \1 M# W& s
DS	0.59	1.15 , }; ~# @7 R9 p	0.25 2 n. X& \  X; r2 ^	0.20 * F& c( C6 R9 x4 ?* H( g4 l	0.65	0.88 ; w3 ]7 {6 R7 r' y	0.88	0.50
D1 / |9 X' L+ _/ p% G2 K$ V	0.95 5 m. Y+ z- `- Q3 ~3 t" \( {$ h	0.50	――	0.20	――	1.20   u% m% D2 w+ ^# c9 m	――	0.50 4 c% ~7 ?5 L' t; s5 a: W5 s
CrWMn - F6 O2 @1 x6 n3 O) V* I7 E: {, `, Z	0.98 8 @' S4 O9 X4 b8 T	1.05 3 M* @) [+ ^: O  j: [' _: v. J% g	――	――	――	0.95 + p+ Y8 z! X% [; V5 Z( ^	――	1.40 : G( L) l0 s% M

　　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 。
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/cm 2 ，冲击韧度高于 6CrW2Si 工具钢。
0 z& G+ {: U8 `0 X: w  M+ v# r•  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	C	Si	Cr + ~% ~; |1 e0 B1 [	W	Mo	V % _$ v" W8 J1 |	Nb 6 e! U6 u$ w( @4 i! ^0 i	其它 % e9 t: ]- ?8 n) _% F# e4 d
65Nb	0.65 * L2 N8 V# R1 T	――	4.1 : ?6 H& y" C: O& p$ B) Q- |	2.75	2.25	0.95 $ I) `( w  V* p5 N1 ], ]	0.25 1 D/ I4 Y# `  k( V# z$ K7 c	―― . e2 I  p0 U$ H1 h- N
LM1 4 u" O4 l, \# n8 ]% s	0.65	――	4.5 ( F$ O9 @* m8 m! Q1 ~( \	8	――	1	―― ; z8 O) M# z- y7 U- G	0.2Ti 8 m' t9 b. G$ F5 r& H
LM2	0.65	1.0	4.9	2	3.1 # e  f: [$ ?* A8 \# t6 `7 s7 U	1.2 ) {: ?  i# j' c- A1 p/ T	―― - J- p5 R9 m4 I	0.2Ti " K4 ^( g% ?6 L7 B6 h9 }

　　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。
* k" H8 m8 t7 F. q4 X% |1 A/ R  C　　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
9 f, l  Q+ z5 k$ [+ n+ p, M& l　　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 。
( _) g+ A. T& v3 M% C; O　　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。
7 l4 F% l  i0 C6 d, N2 V( f　　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。

7 [$ W4 e5 \! u[ 本帖最后由 zzsxgslt 于 2007-7-23 14:02 编辑 ]

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我 用过CR钢和GM钢，用在精锻模具，ER没用过