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 1 m. @9 i8 W% \3 W2 M' z- B	C	Cr ; u6 f4 L9 n$ U6 H  o  y/ K	Mo	V	Si + ^, {( b) R3 ?5 P% A, m( a	Mn , g& K- z1 @9 O4 l/ v+ `9 F	Ni * X0 K/ L$ C+ J* j5 g/ O; j3 _	W   F' e. L; m, ]" e% o* ?) t
GD 5 [1 B. w1 ~/ h	0.69	1.15 : Z4 l1 p8 P! B) s	0.45 / e9 R4 G+ U) V	0.18 # m1 o& ?, o3 B	0.70 0 m" n1 C+ M7 y0 Z7 ?" o3 I' u	0.85	0.85 7 t* P2 w5 j0 |4 m+ D/ m+ r	――
DS # c/ p: T3 g# A# r# \: v  q1 M	0.59	1.15 & v" ~% N& X0 u3 x" U: e" s$ L	0.25   C0 K# p' y# F/ S/ }3 G	0.20	0.65 # S3 M( F( W% u% s" N( B	0.88	0.88	0.50
D1	0.95 0 b; I) g$ _2 D	0.50 7 l3 C/ G$ s8 q9 w; }	――	0.20 ; k1 K, C; q. F9 ~	―― & P- R. ]- X) _2 H6 u7 [0 c. {	1.20 ) t7 _8 P6 ]$ d) N) U5 k$ e	――	0.50
CrWMn	0.98	1.05 5 o/ [: s( n& x# Y* c+ @	――   O* g+ x8 m1 z. W	――	―― ; Q* D8 b, W& r	0.95 7 f8 A0 L: G9 u, Y	――	1.40 - i# r8 J/ K% [# K

　　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。
, v+ a/ M' j9 o- ?+ A8 Z•  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。
: U7 t9 y; r& G/ H. z表 2 为基体钢化学成分。

基体钢化学成分见表 2 （ W% ）

牌号 ; l6 u1 N' ~5 o) a, {( P6 L	C * R# g# H! v5 F6 V# T& |, m5 K% S5 D, R+ `/ ^	Si	Cr ' T( t( Q3 U: z' p; h, n' n	W 8 n# r" Z; E; R. k5 _! M6 D. m9 g	Mo	V $ |) i# h# w) Y' M4 }0 n+ I	Nb	其它
65Nb 5 [6 V6 X9 N0 y6 P	0.65	――	4.1	2.75   e% c0 m" x; V	2.25	0.95	0.25	―― : k& e4 O" i' a# j) Y7 E
LM1 ) ?- L3 `5 M! x, g& Q/ r7 C/ p	0.65 8 |8 N$ F8 s! r, W/ x" V2 `$ Z4 q	――	4.5	8 7 I) f$ ~" x2 A# k- Q+ F$ S* `	―― % i# M6 R" S7 Q2 T5 _	1 8 _: ^' g/ C7 N7 d	―― ' `+ t; A7 t/ i; ~/ M7 M& y4 s/ R	0.2Ti 5 k6 o9 H, e$ u, U
LM2 . A- `) S7 r, v. d! G8 S5 S8 k" Z	0.65	1.0	4.9	2 6 e% h, @$ {, x: B7 n	3.1 , E& u1 u3 f6 A	1.2	―― ) }7 P. x" A" }5 C. w	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。
•  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 。
: Y+ X+ v: l$ b4 Q3 k% N　　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。
  p  k& t( o1 L) I+ u9 r　　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。
0 c$ Y$ c6 _! [" i　　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。

. G2 O' ?$ }# r7 a8 Q2 U[ 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