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。
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表 1 为低合金冷作模具的化学成分 (W%)

牌号 , c* h0 W+ y3 ^$ p* c6 A; u	C	Cr 8 E, r8 o$ Q; M0 p2 u9 H* d. ^& Y	Mo $ t, f/ P, _4 A4 w2 `	V	Si / X1 q" L( |& [$ r( z$ }1 f; v	Mn - b% c' J$ y3 O3 N$ ^7 t	Ni	W ) l! f* D* z4 ?$ n  g
GD	0.69   p. h- K( v+ o6 W0 y* }9 }	1.15	0.45 8 P$ C0 Z5 G6 ~; C5 U	0.18 + h( \2 a8 p8 o9 }" q7 x	0.70 7 k- o) G  P+ K* [. B; a" w	0.85	0.85 % d3 f- ]' C) l6 b	――
DS 4 E, L3 Z! G  p3 i! c	0.59 * `- H" P0 T- B% O6 j' a	1.15 ( y7 p4 ^! g, g3 t9 H	0.25	0.20	0.65	0.88 1 i. |/ b5 {2 `* t	0.88	0.50
D1 + w' g) z0 [  ~9 S# m3 f4 u	0.95 4 r$ ?% A, L, [2 z' m  I	0.50	―― & p5 ^. x) f/ C' |; ?	0.20   b: Z% G9 ]0 S8 N	―― ; u& O3 [& g, M$ H1 F	1.20 / \5 D$ s+ w: T3 k) u* D	――	0.50
CrWMn ; B8 K) P1 z6 {+ [1 p	0.98	1.05 : ?' g3 D) C1 X8 P$ q% k+ Z	―― ! p  F9 z. i2 @	――	―― 0 |3 c; }! k! T& n/ G/ E	0.95	―― ) {0 E" [2 I; R$ D1 @	1.40

　　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。
•  基体钢
) z9 S  x  K; ?' p: `* u　　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 ) w" D7 y/ {5 l7 P: \" ~3 A	Si	Cr	W	Mo # E/ ?3 ]6 e# F4 U	V	Nb . T, f0 H7 t9 _9 w8 z* U. B- h	其它 & ~& ]" {9 F4 N/ J% V1 D8 U  y
65Nb	0.65	―― # w6 W  y6 o" M	4.1 # e4 f8 U& }+ ?$ @	2.75	2.25	0.95 - z3 V% k" a- o2 p; r" W. u	0.25	―― , o+ [( H( M+ c0 J3 a
LM1	0.65	――	4.5	8 # X  t. J; P. H0 M) Z3 A, X3 m1 [% n	――	1 7 n' S& J8 X- J5 {% y" R2 Z+ G	――	0.2Ti
LM2 ; z2 G$ h! a, u/ t- i' {8 T4 D	0.65 ) r# h% M5 V7 U/ e	1.0 6 E9 w( z+ V) [' ?% x; N' l. J	4.9	2 4 h. v- G% a7 s& @0 {	3.1 % r& m" {8 L4 u! R9 d1 d6 I( _# j5 K	1.2 " Y, e5 I8 t) g2 \* o& @	―― ( b# S6 D5 v. {	0.2Ti ' {, g4 C2 a0 \* S0 G$ [

　　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。
- P$ `6 l  L4 g: ?2 u　　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。
- `2 @8 K1 ]4 |! {: u% h! z•  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 。
　　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。
8 w% t1 q! h) L$ R# p6 s　　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。
　　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。
! Z# N" m$ r/ t* `- C7 D8 M　　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。

3 v# d, _3 a% d& h5 o[ 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