钢挤压工模具材质选择、热处理硬度及其使用规范.pdfVIP

110 钢挤压工模具材质选择、热处理硬度及使用规范 钢挤压工模具材质选择、热处理硬度及使用规范 包进平1赵-Z-路2薛荣敬2 (1．昆明乾润设备进出口有限公司。云南昆明650051； 2．沈阳新鑫模具有限公司。辽宁沈阳110043) 摘要：由于传统热作模具钢的高温强韧性不能满足钢挤压工模具的要求以及综合 成本较高等原因，因此本文提出了适合用于钢挤压工模具的热作模具钢材质I．2367，并 将其与传统热作模具钢进行了对比；对各种钢挤压工模具材质选择、适宜的热处理硬度 及使用规范进行了较为详细的叙述；对频繁水冷容易造成模具钢热疲劳的问题，提出了 利用多件工模具循环使用并采取自然冷却的方法代替水冷的观点。 关键词：钢挤压；工模具；热作模具钢；高温强度；热疲劳 模具制造业在我国工业发展中占据重要的地位，我国模具企业总产值近几年以每 年20％左右的增速快速发展，2011年已经达到了44％u以1。 工模具对钢挤压成形起着重要的作用，钢挤压工模具在高温、高压、高摩擦的极 其恶劣环境下工作，钢挤压温度一般在1100—1250。C之间，即使选用昂贵的材料，其 寿命也不高，工模具消耗量非常大。工模具成本一般占到钢挤压成本的30％左右。工 模具成本是评价某一挤压方法或挤压工艺经济可行的决定因素之一[3一]。工模具材料 的合理选择、热处理达到最佳的硬度以及模具的正确使用都能大大降低钢挤压工模具 的成本。 到目前为止，挤压机的主要应用还是生产有色金属管棒型材，有色金属挤压工模 具的研究国内外也非常多，国内薛荣敬、赵云路、刘静安、王健等[3’5‘7]，国外Donati、 31．5MN钢挤压机，主要为军工及航天事业服务，很少用于民用。直到2006年第二台 钢挤压机投产，国内才开始陆续兴建几台钢挤压机。国内外钢挤压工模具的研究非常 少。国内钢挤压工模具的设计、使用方式基本上都是基于有色金属挤压工模具的经验， 但钢挤压比有色金属挤压特别是比轻金属挤压温度高得多、速度也更快，工作条件更 恶劣，因此有色金属挤压工模具的经验用在钢挤压上往往是不合适的。作者结合几年 的钢挤压工模具设计、使用经验及与国内外多位专家的技术交流心得，对其材质选择、 热处理硬度要求及使用规范进行了总结，以供钢挤压工模具设计及使用单位参考。 编者按：本文虽然讲的是钢挤压工模具材质选择的问题，但对铝合金挤压工模具的设计制造有借鉴 作用，特此编入本文集。 中国有色金属加工行业技术进步产业升级大会 111 1热作模具钢简介 工模具在工作温度下需要较高的硬度、强度、冲击韧性和冷热疲劳性能，应根据 挤压温度、挤压力大小、工作状况等条件，选用合适的工模具钢bJ。国内应用较广泛 1)、强韧性兼备 的热作模具钢为高韧性热作模具钢5CrMnMo、5CrNiMo、4Cr5MoSiV(Hl 性热作模具钢，用作黑色金属热挤压模和Cu、灿合金的压铸模。这种钢的热稳定性 高，使用温度达650oc，但是韧性较差。H13的引入主要是代替3Cr2W8V，其综合性能 很好，具有较好的强韧性以及热疲劳性能，可以水冷，并可节约大量昂贵的钨金属， oC[1 在轻合金挤压工模具上有着广泛的使用。但其工作温度不能高于600 3|，用在钢挤 压工模具上有着许多不足之处。如用在挤压模或剪切环上，热强性不足；用在挤压针 或扩孔锥上，热疲劳性能又稍差。 在现场使用过程中，我们发现1．2367材质工模具钢(应该怎样读?按数字小数点 读吗?)(对，按带小数点的数字读)更适合于这些工模具。该钢种是德国在H13基础 上发展起来的，在国内的应用非常少，而1．2367在德国挤压工模具上的应用却非常广 泛。其合金成分在H13钢的基础上增加了Mo的含量，同时降低了Si的含量，可以提高 材料在回火过程中的二次硬化效应[13|。其热稳定性、高温耐磨性及冲击韧性均优于 H13，用在钢挤压中直接与坯料接触的工模具上非常合适，其价格仅稍高于H13，但寿 命为H13的1．5—3倍。 热疲劳性能却远远高于H13，可以反复加热冷却。 2各种工模具材