幾種冷作模具鋼的選擇與應(yīng)用(常用冷作模具鋼的選材及發(fā)展趨勢(shì).pdf)
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2、常用冷作模具鋼的選材及發(fā)展趨勢(shì).pdf
幾種冷作模具鋼的選擇與應(yīng)用
1、幾種冷作模具鋼的選擇與應(yīng)用低合金冷作模具鋼低合金冷作模具鋼主要特點(diǎn)是工藝性好,淬火溫度低,熱處理變形小,強(qiáng)韌性好,并具有適當(dāng)?shù)哪湍バ浴?/p>
GD(6CrMnNiMoVSi)鋼是一種低合金工具鋼,也是典型的高強(qiáng)高韌性冷作模具鋼,用于制作易崩刃、斷裂的冷沖模具,有較高的使用壽命。
表1幾種新型冷作模具鋼的成分(W%)號(hào)CCrNiSiMnMoVWNbGD鋼064-07410-1307-1005-0907-1003-0601265Nb06-0738-4403504020-2508-1125-3002-03CG-2055-06438-4318-2204004028-3309-1309-13LD鋼07-0865-7007-1205020-2517-22GM086-09456-6420-2517-2228-32GD鋼是在CrWMn鋼的基礎(chǔ)上,適當(dāng)?shù)亟档吞己?,以減少碳化物偏析,同時(shí)增。
2、加鎳、哇、錳,以增加基體的強(qiáng)度和韌性,少量鉗和釩可以細(xì)化晶粒,提高淬透性和耐磨性。
并增加回火穩(wěn)定性,鉻的作用主要是提高淬透性。
GD鋼基體具有較多的板條狀馬氏體,碳化物較少,且細(xì)小而均勻,可以取代CrWMn鋼和部分取代Cr12MoV鋼制造冷作模具,模具使用過程中很少崩韌和斷裂。
表2GD鋼淬火溫度與硬度的關(guān)系(HRC)淬火溫度8108408709009309601000空冷硬度63655655666556665油冷硬度655666666666665200回火硬度596061616160561230回火硬度595606060606060200回火硬度59559559585586059表2列出了GD鋼在不同的淬火回火溫度下獲得的硬度。
由于Si、Cr的共同作用,使其具有較高的回火穩(wěn)定性,可滿冷作模具的要求。
表3幾種冷作模具鋼的力學(xué)性能對(duì)比鋼號(hào)熱處理工藝抗彎強(qiáng)度/MPa沖擊韌性/Jmm-2硬度/HRCGD鋼900油淬200回火44831491。
常用冷作模具鋼的選材及發(fā)展趨勢(shì).pdf
第2期(總第147期)GuANGXIJouRNALoFLIGHT啪usTRY。
¨商要】根據(jù)冷作模具服役條件、失效形式,對(duì)冷作模具鋼提出相應(yīng)的機(jī)械性能要求,從冷作模具鋼的成分、熱處理工藝、。
微觀組織等分析其性能及應(yīng)用范圍,對(duì)常用的冷作模具鋼作了歸納性總結(jié),提出了冷作模具新的教學(xué)模式和新的科研方向。
【關(guān)鍵詞】冷作模具鋼;失效;選材;淬透性;熱處理。
【中圖分類號(hào)】TGl51.3【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】【文章編號(hào)】10032673(2011)021602。
冷作模具鋼是指用來制造沖裁模、彎曲模、冷鐓模、剪切表1常用冷作模具的硬度要求。
模、拉絲模、冷擠壓模等的鋼,模具加工具有少切削、無切削及單武或垮擠壓模。
要的工具,隨著加工產(chǎn)品的大型化和精密化,對(duì)大型和精密模沖羲模模模小沖頭。
充分了解冷作模具的服役條60~6460~64。
冷作模具鋼及其熱處理工藝
4、3)強(qiáng)度(4)抗疲勞性(5)抗咬合性5.1.3典型冷作模具材料的性能分析1.碳素工具鋼(1)化學(xué)成分;(2)力學(xué)性能;(3)工藝性能;(4)使用范圍。
(2)力學(xué)性能如圖5-1所示,碳素工具鋼隨回火溫度升高而硬度降低,但下降趨勢(shì)與碳含量有關(guān),碳含量越高,鋼中析出的碳化物顆粒越多,阻止了硬度的下降,因而碳含量高的鋼回火時(shí)硬度降低程度。
圖5-1T10鋼的硬度、殘余奧氏體量與回火溫度的關(guān)系(780淬火、水冷、回火保溫1h)圖5-2T10鋼的淬火溫度對(duì)強(qiáng)韌性的影響圖5-3T10鋼的淬火溫度對(duì)淬透性的影響提高淬火溫度,淬火馬氏體變粗,鋼的強(qiáng)韌性下降,如圖5-2所示。
但適當(dāng)提高淬火溫度,可提高碳素工具鋼的淬透性,增加硬化層深度,提高模具的承載能。
所以,對(duì)于容易淬透的小型模具,可采用較低的淬火溫(760780);對(duì)于大、中型模具,應(yīng)適當(dāng)提高淬火溫(800850)或采用高溫快速加熱工藝。
碳素工具鋼的硬度隨回火溫度的升高而下降,在低溫區(qū)(150200)回火,硬度下降不多,當(dāng)回火溫度超過200時(shí),硬度才明顯下降,如圖5-1所示。
7、的關(guān)系,如圖5-4所示,當(dāng)回火溫度為220250時(shí)抗彎強(qiáng)度達(dá)到極大值,可是碳素工具鋼在200250回火時(shí),會(huì)產(chǎn)生回火脆性,導(dǎo)致韌性下降,因此韌性要求較高的碳素工具鋼應(yīng)避免在此溫度回火。
而承受彎曲及抗壓載荷的碳素工具鋼仍可采用回火,以獲得高抗彎強(qiáng)度,提高模具的使用壽命。
圖5-4T12鋼的力學(xué)性能與回火溫度的關(guān)系(淬火。
8、溫度:780)(3)工藝性能鍛造性能:預(yù)先熱處理:淬火及回火:(4)使用范圍碳素工具鋼生產(chǎn)成本低,易于冷、熱加工,在退火狀態(tài)下硬度較低,通過熱處理后可以獲得較高的硬度,具有一定的耐磨性。
因此,碳素工具鋼適于制造尺寸較小、形狀簡(jiǎn)單、負(fù)荷較輕、生產(chǎn)批量不大的冷作模具。
9、(CrWMn鋼)(1)化學(xué)成分CrWMn鋼的臨界點(diǎn):Ac1750,Accm940,Ar1710,Ms255。
(2)力學(xué)性能CrWMn鋼具有高淬透性,由于鎢形成碳化物,所以這種鋼在淬火及低溫回火后具有比鉻鋼和9SiCr鋼更多的過剩碳化物和更高的硬度及耐磨性,如圖5-5圖5-7所示。
圖5-5CrWMn鋼力學(xué)性能與淬火溫度的關(guān)系圖5-6CrWMn鋼硬度與淬火溫度的關(guān)系圖5。
10、-7CrWMn鋼硬度與回火溫度的關(guān)系(3)工藝性能鍛造工藝CrWMn鋼具有良好的鍛造性能。
退火工藝:CrWMn鋼鍛后需進(jìn)行等溫球化退火,退火溫度為,等溫溫度為700720,退火后的組織比較均勻,退火后硬度為207255HBS。
淬透性:CrWMn鋼淬透性較好,淬火變形小。
直徑4050mm的鋼件在低于200的硝鹽浴。
(4)使用范圍CrWMn鋼具有較好的淬透性,淬火變形小,耐磨性、熱硬性、強(qiáng)韌性均優(yōu)于碳素工具鋼,是使用較為廣泛的冷作模具鋼。
主要用于制造要求變形小,形狀較復(fù)雜的輕載沖裁模(料厚2mm),輕載拉深、彎曲、翻邊模等。
3.高耐磨冷作模具鋼(Cr12型高碳高鉻鋼)(1)化學(xué)成分;(2)力學(xué)性能;(3)工藝性能;(4)使用范圍。
(2)力學(xué)性能圖5-8淬火溫度對(duì)Cr12MoV鋼的圖5-9淬火溫度對(duì)Cr12MoV鋼的硬度、晶粒度和殘余奧氏體的影響抗彎強(qiáng)度、沖擊韌度的影響Cr12型鋼在淬火加熱時(shí)碳化物大量溶于奧氏體中,淬火后得到高硬度的馬氏體。
回火時(shí)自馬氏體中析出大量彌散分布的碳化物,其硬度很高,因而提高了鋼的耐磨性。
如圖5-10所示,Cr12MoV鋼經(jīng)1020淬火,。
13、520回火時(shí)出現(xiàn)明顯的二次硬化,而且淬火溫度愈高,這種效應(yīng)愈顯著。
在200左右回火時(shí),其抗彎、抗壓強(qiáng)度最高;在400左右回火,斷裂韌度最高。
圖5-10回火溫度對(duì)Cr12MoV鋼硬度的影響(3)工藝性能鍛造工藝:由于Cr12型鋼屬于高碳高合金鋼,其導(dǎo)熱性能差,塑性低,變形抗力大,鍛造溫度范圍窄,組織缺陷嚴(yán)重,所以其鍛造性能差。
14、火工藝:Cr12型鋼一般采用等溫球化退火工藝,加熱溫度為850870,保溫24h,等溫溫度為740760,保溫46h,退火組織為索氏體+合金碳化物。
淬透性:Cr12型鋼Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)約12%,所以具有高淬透性。
截面尺寸為300400mm以下的模具在油中完全可以淬透,控制淬火溫度可以調(diào)節(jié)殘余奧氏體量,實(shí)現(xiàn)微。
4.冷作模具用高速鋼(W6Mo5Cr4V2鋼)(1)化學(xué)成分;(2)力學(xué)性能;(3)工藝性能;(4)使用范圍。
鍛造工藝:退火工藝:鍛后退火:加熱溫度為840860,保溫24h,緩慢冷卻到500以下出爐空冷或爐冷到室溫,硬度285HBS。
鍛后等溫退火:加熱溫度為840860,保溫24h;爐冷至740760,保溫46h,爐冷到500以下出爐空冷,硬度。
淬火工藝:W6Mo5Cr4V2鋼的淬火工藝見表6-13。
回火工藝:高速鋼必須經(jīng)過三次以上的回火,其原因主要是前次回火冷卻過程中殘余奧氏體轉(zhuǎn)變成“淬火”馬氏體,必須經(jīng)再次回火才能消除前次回火時(shí)產(chǎn)生的組織應(yīng)力,經(jīng)三次回火后殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)才降到2%3%,硬度達(dá)到64HRC以上。
5.2冷作模具材料的選用1.沖裁模模具材料的。
17、選用(1)薄板沖裁模具用鋼:薄板沖裁模國內(nèi)長(zhǎng)期以來主要用材有T10A,CrWMn,9Mn2V,Cr12及Cr12MoV鋼等。
(2)厚板沖裁模具用鋼:一般批量較小時(shí),可選T8A鋼,用T8A鋼制作模具壽命不高。
對(duì)于批量較大的厚板沖裁??蛇x用W18Cr4V鋼或W6Mo5Cr4V2鋼制作凸模,用Cr12MoV鋼制作凹模。
2.拉深模模具材料的選用對(duì)于小批量生產(chǎn),可選用表面淬。
18、火鋼或鑄鐵;對(duì)于輕載拉深模,宜選用碳素鋼T10A鋼,高碳低合金鋼9Mn2V,CrWMn,GD鋼,基體鋼(65Nb鋼)等;對(duì)于重載拉深模,可選用高耐磨冷作模具鋼Cr12,Cr12MoV,Cr12Mo1V1,Cr5Mo1V,GM鋼等。
3.擠壓模模具材料的選用傳統(tǒng)的冷擠壓模模具材料有碳素工具鋼T10A鋼,高碳低合金鋼CrWMn,60Si2Mn鋼,高耐磨冷作模具鋼Cr12,Cr12MoV。
19、鋼,冷作模具用高速鋼W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2鋼等。
4.冷鐓模模具材料的選用凸模必須承受強(qiáng)烈的沖擊力,對(duì)模具壽命要求不高或輕載的冷鐓模凸??刹?SiCr,T10A,Cr12MoV,GCr15,60Si2Mn鋼制造;凹??刹捎肨10A,Cr12MoV,GCr15鋼制造;對(duì)于重載、高壽命冷鐓模,應(yīng)采用高強(qiáng)韌性、高耐磨性新型模具鋼,如012Al,65Nb,LD,LM,18Ni,。
那么以上的內(nèi)容就是關(guān)于幾種冷作模具鋼的選擇與應(yīng)用的介紹了,常用冷作模具鋼的選材及發(fā)展趨勢(shì).pdf是小編整理匯總而成,希望能給大家?guī)韼椭?/p>
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