本篇文章給大家談?wù)勁钊R熱鍛模具鋼，以及蓬萊模具廠對應(yīng)的知識點，希望對各位有所幫助。

HM1和HM3是什么材料

HM1和HM3是兩款新型的模具鋼材料，HM1（3Cr3Mo3W2V）模具鋼其冷加工、熱加工性能良好，淬火溫度范圍較寬，具有較高的熱強性、熱疲勞性能，良好的耐磨性和耐回火性等特點，是綜合性能優(yōu)良的高強韌性熱作模具鋼。HM1鋼適合制造鐓鍛、壓力機鍛造、擠壓等熱作模具，模具使用壽命較高，是目前國內(nèi)研制的工藝性能好，使用面廣，具有較廣應(yīng)用前景的新鋼種之一。

HM3（3Cr3Mo3VNb）模具鋼是參照國外H10鋼和3Cr3Mo系熱作模具鋼，結(jié)合我國資源情況研制而成的新型高強韌性熱鍛模具鋼。HM3模具鋼其特點是在碳含量較低的情況下加入微量元素Nb，使鋼具有更高的耐回火性、熱強性，有明顯的回火二次硬化效果。HM3鋼模具壽命比3Cr2W8V鋼、5CrNiMo鋼及4Cr5W2VSi鋼等模具提高2～10倍，可以有效地克服模具因熱磨損、熱疲勞、熱裂等引起的早期失效。

熱鍛模具鋼的熱處理

高熱穩(wěn)定性熱鍛模具鋼5Cr2NiMoVSi的熱處理

來源:數(shù)控機床網(wǎng) 時間:2008-6-3 16:01:46

國際模具網(wǎng)

摘要：5Cr2NiMoVSi鋼是近年來我國研制出的高熱穩(wěn)定性熱鍛模具鋼。雖然尚未納入GB/T1299-2000《合金工具鋼》國家標(biāo)準(zhǔn)，但已在實際生產(chǎn)中應(yīng)用多年，效果亦很好。是值得試用推廣的熱鍛模具新鋼種。

關(guān)鍵詞：5Cr2NiMoVSi鋼；高熱穩(wěn)定性；高韌性；高壽命

5Cr2NiMoVSi鋼是在5CrNiMo和4Cr5MoSiV(H11)鋼的基礎(chǔ)上研制的新鋼種。強度高于5CrNiMo鋼而稍低于4Cr5MoSiV(H11)鋼；沖擊韌度高于5CrNiMo鋼和4Cr5MoSiv(H11)鋼；淬透性接近5CrNiMo鋼。加熱時奧氏體晶粒長大傾向小，熱處理溫度范圍較寬，有利于大尺寸模塊長時間加熱保溫。特別是，鋼的熱穩(wěn)定性高于5CrNiMo鋼，接近于4Cr5MoSiv(H11)鋼。因此特別適合于與鍛件接觸時間較長因而模具工作面溫升較高的壓力機鍛模，和模鍛錘鍛模。

雖然5Cr2NiMoVSi鋼未納入GBT1299-2000《合金工具鋼》國家標(biāo)準(zhǔn)，但已在實際生產(chǎn)中應(yīng)用多年，效果亦好。是值得試用推廣的熱鍛模具新鋼種。

1 5Cr2NiMoVSi鋼的成份與性能

1.1 5Cr2NiMoVSi鋼的化學(xué)成分

1.2 5Cr2NiMoVSi鋼的物理性能

熱導(dǎo)率(室溫)W/(mk)：33.5。

比熱容Cp(室溫)J/(Kgk)：501.6。

2 5Cr2NiMoVSi鋼的熱加工與鍛造

熱加工鍛造是模具制造工藝過程中的重要工序，模具鍛造質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響到模具熱處理質(zhì)量的優(yōu)劣，關(guān)系到模具的使用壽命。鍛造的目的不僅是為了將坯料鍛造成所需要的形狀，更重要的是可以改善和提高模具的性能，保證模具的使用壽命。

模具鋼經(jīng)合理鍛造后，有如下效果：

A.使塊狀、網(wǎng)狀、帶狀碳化物破碎，分布均勻。

B.改變模具中流線的方向，使流線合理分布。

C.改善模具中的氣孔，疏松，提高鋼的比重和致密度。

3 5Cr2NiMoVSi鋼的熱處理工藝

3.1 預(yù)先熱處理

5Cr2NiMoVSi鋼等溫退火后的組織為粒狀珠光體+極少量未溶碳化物(合金滲碳體.M23C6和少量M6C、Mc，總含量為6.79％)硬度為220-230HBW。

3.2 淬火工藝規(guī)范

5Cr2NiMoVSi鋼的淬火溫度范圍較寬，可在960-1010℃范圍內(nèi)選擇。在此溫度范圍內(nèi)加熱，鋼的奧氏體晶粒度在9-10級之間，溫度升到1060℃時，奧氏體晶粒開始急劇長大。

5Cr2NiMoVSi鋼的淬火加熱和冷卻工藝，是影響模具變形和開裂，獲得理想淬火組織和理想力學(xué)性能的關(guān)鍵。由于錘鍛模具尺寸較大，在冷卻過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力及組織應(yīng)力也很大，因此，錘鍛模淬火冷卻前要進行適當(dāng)?shù)念A(yù)冷。一般應(yīng)預(yù)冷至鋼的，AC3溫度附近，既880℃左右。預(yù)冷的方式：一是模具隨爐預(yù)冷，均溫后出爐淬火冷卻；二是出爐在空氣中預(yù)冷，小模塊(≤250mm)的預(yù)冷時間3-5min，大模塊(≥300mm)約5-8min。然后放入30-80℃的油中冷卻。為了冷卻均勻，最好進行攪拌冷卻。鍛模一般冷至約150-200℃時就應(yīng)從油槽中取出，并立即回火。這時既可根據(jù)經(jīng)驗確定：模具提出油面時冒青煙而不再著火；也可以使用紅外測溫儀確定。鍛模在油中淬火冷卻的時間請參照表4。

5Cr2NiMoVSi鋼在960-1010℃溫度范圍內(nèi)淬火后的組織為板條馬氏體+孿晶馬氏體及少量殘余奧氏體。淬火后硬度為54-61HRC。

3.3 回火工藝規(guī)范

5Cr2NiMoVSi鋼具有較好的回火抗力，經(jīng)550℃回火后仍能保持高硬度(51-53HRC)。經(jīng)600℃回火后，硬度為47-48HRC，650℃回火后下降為42-44HRC。而5CrNiMo鋼經(jīng)650℃回火后硬度不足30HRC。可見5Cr2NiMoVSi鋼的熱穩(wěn)定性比5CrNiMo鋼高出150℃左右。在450-550℃范圍內(nèi)回火時，從基體中析出M2C和VC等碳化物，具有較高的彌散度，產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)。

由于大、中、小型模具的硬度要求不同，截面尺寸(主要是高度H)也不同，因此推薦的回火溫度范圍也較寬(請參照表5)。

一般情況下，由于模具淬火應(yīng)力很大，如果回火時加熱速度過快，會產(chǎn)生新的應(yīng)力，也常會使模具的變形或開裂的可能性增大，所以在回火加熱時，應(yīng)采用等溫預(yù)熱分段加熱回火形式。預(yù)熱溫度不應(yīng)高于350℃，高于350℃時，模具心部的殘余奧氏體將向上貝氏體轉(zhuǎn)變，不僅會降低模具的強度，而且會顯著降低模具的沖擊韌性。因此等溫預(yù)熱的溫度一般取280℃左右，此溫度下，殘余奧氏體將向下貝氏體轉(zhuǎn)變。由于下貝氏體具有高的強韌性和沖擊韌性，因而獲得下貝氏體組織是有利于提高模具的使用壽命。

由于5Cr2NiMoVSi鋼含有0.80-1.20％的Mo，因此對第二類回火脆性并不敏感，所以回火后的冷卻可采用空冷。雖然慢冷對鋼的沖擊韌性略有降低，但絕對值仍然滿足技術(shù)條件要求。

在生產(chǎn)條件下，常常采用一次回火。但由于回火不足(特別是大、中型模塊)，在生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生采用一次回火(加上回火時問短)后，模具極易產(chǎn)生開裂，有的甚至在未使用的情況下產(chǎn)生開裂。因此，在第一次回火后，應(yīng)當(dāng)再進行第二次回火，將模具的內(nèi)應(yīng)力降至最低。

第二次回火必須在第一次回火后模具冷卻至室溫，使殘余奧氏體充分轉(zhuǎn)變后才能進行。第二次回火溫度應(yīng)低于第一次回火溫度約10℃左右。

4 5Cr2NiMoVSi鋼熱處理后的力學(xué)性能

5Cr2NiMoVSi鋼經(jīng)960-1010℃加熱淬火，600-680℃加熱回火后，可獲得較高的綜合力學(xué)性能。

4.1 5Cr2NiMoVSi鋼985℃淬火后的力學(xué)性能。

4.2 5Cr2NiMoVSi鋼的高溫強度

5Cr2NiMoVSi鋼在500℃以下試驗時，高溫強度與5CrNiMo鋼相近，當(dāng)試驗溫度高于600℃時，5Cr2NiMoVSi鋼的高溫強度比5CrNiMo鋼高出一倍以上。這與5CrNiMo鋼中的M3C碳化物在高溫下易聚集長大有關(guān)。

4.3 5Cr2NiMoVSi鋼高溫沖擊韌度

500-550℃是模具工作面的工作溫度范圍，在此溫度下，5CrNiMo鋼的沖擊韌度處于谷值，而5Cr2NiMoVSi鋼的沖擊韌度僅有少許下降，比5CrNiMo鋼高出一倍。

5 5Cr2NiMoVSi鋼在汽車前軸鍛模中的應(yīng)用

東風(fēng)EQ140型汽車前軸鍛模的尺寸為1825395300mm，熱處理后的硬度要求為37-41HRC。鍛模在工作中所受的沖擊力比較小，但與鍛件接觸的時間長。模具表面的工作溫度較高。因此要求模具有高的高溫強度、耐磨性、抗回火穩(wěn)定性及耐熱疲勞性。

原前軸模在采用5CrNiMo鋼制造時，由于熱穩(wěn)定性及強度低，不能滿足壓力機模具對性能的要求，使用中常因熱磨損和熱裂嚴重而失效，使用壽命一般為5500-6000件。在改用5Cr2NiMoVSi鋼制造后，使用壽命顯著提高。

按上述熱處理工藝生產(chǎn)的5Cr2NiMoVSi鋼制前軸鍛模的使用壽命達到了9000件左右，比5CrNiMo鋼提高了50％左右，效果比較明顯。

6 結(jié)語

(1)5Cr2NiMoVSi鋼經(jīng)960-1010℃加熱淬火，600-680℃加熱回火后，可獲得較高的綜合力學(xué)性能。

(2)5Cr2NiMoVSi鋼具有較高的熱穩(wěn)定性，比5CrNiMo鋼高150℃以上。

(3)5Cr2NiMoVSi鋼鍛模的使用壽命比5CrNiMo鋼鍛模提高50％以上。

(4)5Cr2NiMoVSi鋼是值得試用推廣的熱鍛模具新鋼種。

(5)45Cr2NiMoVSi鋼的化學(xué)成分除C和Si比5Cr2NiMoVSi鋼略低外，其它化學(xué)成分基本一致，因此可參照上述工藝進行熱處理。

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熱鍛用什么材質(zhì)的模具鋼不開裂

2Cr3Mo2NiVSi（PM）鋼是析出硬化型熱作模具鋼，特點是制作的模具在淬火和低溫回火后進行機械加工，此時模具硬度為40HRC上下，加工后使用，在使用中產(chǎn)生二次硬化，硬度可達48HRC上下，而心部組織未發(fā)生轉(zhuǎn)變，這樣模具同時具有表層所需的高溫強度和心部的韌性。另外，機械加工前進行熱處理，避免了熱處理造成的畸變和表面氧化脫碳。主要用于500～600℃溫度范圍內(nèi)的熱鍛模具。

4Cr3Mo2NiVNbB（HD）鋼是專門為適用于熱擠壓黑色金屬和銅合金模具（工作溫度達700℃左右）的新型熱作模具鋼。4Cr3Mo2NiVNbB鋼隨回火溫度的升高，其硬度值比相應(yīng)的3Cr2W8V鋼的硬度值高出越多。在相同的硬度條件下，其斷裂韌度KIC比3Cr2W8V鋼高50%，在700℃下的高溫短時抗拉強度高出70%，冷熱疲勞抗力高出一倍，熱磨損性能比3Cr2W8V鋼高50%。

熱鍛模具鋼需具備哪些基本特性

HMAX系列熱鍛模具鋼具備具備以下特點：1.紅硬高、2.韌性好、3.抗冷熱疲勞強、4.熱導(dǎo)率性能高、5.淬透性強、6.機械強度高等特點。

HMAX-3新型高紅硬性高強韌高耐磨模具

HMAX-3模具鋼是HMAX模具鋼系列之一，基體純凈、 組織均勻、是一種高性能的鉻-鉬-釩合金鋼材，具有良好的抗熱裂紋、開裂、熱磨損和塑性變形能力。具有以下特點：在各個方向上都有優(yōu)異的韌性和延展性、好的抗回火性能、良好的高溫強度、優(yōu)異的淬透性、熱處理、表面涂覆后良好的尺寸穩(wěn)。

由于該產(chǎn)品增強了抵抗模具主要失效機理(如熱龜裂、熱裂紋、熱磨損及塑性變形)的能力，因此能顯著提高模具壽命并獲得更佳的經(jīng)濟效益。適用于高要求的壓鑄、熱鍛和熱擠壓行業(yè)。

適用于較嚴苛條件下壓鑄（如發(fā)動機的缸蓋、 缸體、 變速箱殼體、 活塞等） ； 有高拋光要求， 耐磨性要求及模次要求更高的塑膠模具； 耐磨性及抗開裂性要求更高的熱擠壓模具（如7系列鋁合金）

HMAX系列熱鍛模具鋼之一HMAX-4模具鋼種的各項綜合性能良好，適用于制作受熱溫度較高，使用條件要求苛刻的銅合金壓鑄、熱鍛、熱擠壓、熱剪切、熱軋輥模熱作模具。汽車變速箱同步器銅錐環(huán)壓鑄模、銅彎管接頭壓鑄模、1/2銅閘閥體壓鑄模、1銅閘閥體殼壓鑄模、銅管熱擠壓模、軸承套圈熱擠壓模、液鍛活塞模等模具比3CR2W8V模次提高3-6倍。

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