第03章 热作模具钢.pptVIP

第三节 热作模具材料 2）主要性能要求： (1)高的热稳定性； (2)良好的冷热疲劳抗力和高耐磨性； (3)较高的高温强度和足够的韧性。 4、压铸模具 1）工作条件及主要失效形式： ■模具温升高、有热疲劳作用：工作时与高温液态金属接触，受热时间长，受热温度高(压铸有色金属时,温度达400-800℃；压铸黑色金属时,温度可达1000℃以上)，同时模具有冷却. ■高的压力(20-120MPa)及金属液流的高速冲刷作用； ■主要失效形式：热疲劳开裂、热磨损和热熔蚀。低温合金的压铸，以磨损失效为主。 (三) 铬钼钢及钨钼钢: 包括4Cr3Mo3SiV(H10)、4Cr3Mo2NiVNbB(HD)、3Cr3Mo3W2V(HM1)、25Cr3Mo3VNb(HM3)、4Cr3Mo3W4VNb(GR)。 1、25Cr3Mo3VNb(HM3) : 含碳量较低；加入少量的铌，具有较高的耐热疲劳性、热强性和回火稳定性。 （1）加工工艺： 锻造，锻后缓冷→等温退火（温度860℃、等温温度710℃，炉冷至550℃出炉空冷→淬火（温度1 080℃，油冷或水冷）+回火（温度根据模具硬度要求在560-630℃范围选择），回火二次。 （2）应用： HM1钢是目前国内研制的高强韧热模钢中应用广泛，寿命长的新钢种。适于制作高温高负荷，急热急冷水冷条件下工作的压力机和轴承环热锻凹模，高强度和高热强钢零件的精锻模，热挤压模，铝和铜合金的压铸模等，使用寿命可比3Cr2W8V、5CrNiMoV钢制模具提高1-4倍。 （1）加工工艺： 锻造，锻后缓冷→等温退火（温度850℃，等温温度720 ℃，炉冷至550 ℃出炉空冷）→淬火（温度1160℃） +回火 ■要求高韧性及塑性，选用较低淬火温度； ■要求高的高温强度及回火稳定性，则选用较高淬火温度； ■回火温度：630 ℃、600 ℃，二次回火，每次2-3h，若形状复杂的大模具，可采用三次回火，回火后硬度为50-54 HRC。 （2）应用： 用于齿轮高速锻造、精密锻造、轴承套圈热挤压、小型机锻模具等方面。与3Cr2W8V钢制模具相比，使用寿命大幅提高。 (四) 基体钢： 基体钢中有多个钢种是冷、热兼用的模具钢。如O12Al、5Cr4W5Mo2V（RM2）6Cr4Mo3Ni2WV (CG-2) ，多用于热挤压模。 1）012Al钢：作热作模具钢使用，耐热疲劳性和热稳定性比3Cr2W8V高，热强性高于铬系钢。用于热挤压模、机锻模寿命均高于3Cr2W8V钢。 2）6Cr4Mo3Ni2WV(CG-2)钢：室温和高温强度、热稳定性高于3Cr2W8V钢，耐热疲劳性较好，但高温冲击韧度低于3Cr2W8V。可用于热挤、热镦、热锻、冷挤、冷镦模具。 三、压铸模用钢 以钨系、铬系、铬钼系热作模具钢为主。 ■要求不高时，可用合金工具钢或合金结构钢，如40Cr 、 4CrSi、 30CrMnSi、4CrW2Si、5CrW2Si、5CrNiMo、5CrMnMo； ■要求较高时，采用4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、4Cr5Mo2MnVSi、 3Cr3Mo3W2V、 4Cr3Mo2MnVNbB、3Cr2W8V钢。 注：黄色是常用的压铸模具钢。 1、3Cr2W8V钢： 用于制造热成形模具已有70多年的历史，至今仍广泛使用，尤其在压铸模中应用最多。 (1)主要性能特点： ■具有高的抗回火软化能力和二次硬化效应（600℃时，硬度仍可保持40HRc）；屈服强度高达950MPa；高的高温强度和耐磨性。 ■缺点：含钨多，碳化物不均匀性和偏析倾向大，韧性较差；抗氧化和热疲劳能力较差，易产生热疲劳裂纹而断裂失效。 应用：适合制作在高温下长时受热、不受急冷急热、动负荷较小的压铸模具。 2. 4Cr5Mo2MnVSi(Y10)和4Cr3Mo2MnVNbB(Y4)钢 ▲Y10成分接近H13钢；Y4成分接近HD钢—都属高强韧性热作模具钢。 ▲和3Cr2W8V钢相比，抗热疲劳性、冲击韧性和抗热溶蚀性高。但热硬性稍差。 应用：主要用于铝合金和铜合金压铸模具，使用寿命较3Cr2W8V提高1-10倍。也可用于热挤压模和热锻模，效果也较好。 三、其它热作模具材料 1、热冲裁模具用钢 1)热作模具中，热冲裁模具工作温度低，对材料性能要求宽； 2)几乎所有热作模具材料都可用于热冲裁模具；选材时，可重点考虑材料经济性和生产管理上的方便； 3）推荐：5CrNiMo、4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、 4CrW2Si和8Cr3等，其中8Cr3钢是使用较多的钢种。 2、非铁金属材料 1）硬质合金 ▲硬质合金具有很高