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:2008-6-316:01:46

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》國家標準，但已在實際生產(chǎn)中應用多年，效果亦很好。是值得試用推廣的熱鍛模具新鋼種。

關鍵詞：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》國家標準，但已在實際生產(chǎn)中應用多年，效果亦好。是值得試用推廣的熱鍛模具新鋼種。

15Cr2NiMoVSi鋼的成份與性能

1.15Cr2NiMoVSi鋼的化學成分

1.25Cr2NiMoVSi鋼的物理性能

熱導率λ(室溫)·W/(m·k)：33.5。

比熱容Cp(室溫)·J/(Kg·k)：501.6。

25Cr2NiMoVSi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。

35Cr2NiMoVSi鋼的熱處理工藝

3.1預先熱處理

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性能的關鍵。由于錘鍛模具尺寸較大，在冷卻過程中產(chǎn)生的熱應力及組織應力也很大，因此，錘鍛模淬火冷卻前要進行適當?shù)念A冷。一般應預冷至鋼的，AC3溫度附近，既880℃左右。預冷的方式：一是模具隨爐預冷，均溫后出爐淬火冷卻；二是出爐在空氣中預冷，小模塊(≤250mm)的預冷時間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?？梢?Cr2NiMoVSi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。

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，由于模具淬火應力很大，如果回火時加熱速度過快，會產(chǎn)生新的應力，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，應采用等溫預熱分段加熱回火形式。預熱溫度不應高于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，應當再進行第二次回火，將模具的內(nèi)應力降至最低。

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。第二次回火溫度應低于第一次回火溫度約10℃左右。

冷沖模具鋼和熱鍛模具鋼在性能上有什么要求？冷沖模具鋼和熱鍛模具鋼

熱流道注射塑料模在國內(nèi)廣泛應用，不僅是因為熱流道注射塑料?？s短了制件的成型周期、節(jié)約了塑料原料、能實現(xiàn)自動化生產(chǎn)過程，而且還因為在熱流道模具的成型過程中，塑料熔體的溫度在流道系統(tǒng)里能得到準確地控制，尤其在一模多腔的注射模具中，流道內(nèi)的熔體溫度能基本保持與注射機噴嘴的溫度大致相同或相近，因而流道內(nèi)的壓力損耗小，熔融塑料以極其均勻的狀態(tài)流入各個模腔，從而獲得高品質(zhì)的塑料制件。

SKD11模具鋼熱處理硬度是多少

SKD11是高耐磨韌性通用冷作模具鋼、高碳高鉻合金工具鋼和真空脫氣精煉鋼，鋼質(zhì)純凈、具有淬透性好、淬火變形量小的良好淬硬性。該鋼經(jīng)球化退火軟化處理，可加工性良好，碳化物顆粒細小均勻，因為有化元素鉬、釩的持殊加入無須擔心淬火開裂。根據(jù)使用環(huán)境，可以采取不同的熱處理方式，將SKD11的硬度做到50~60HRC之間。

大型熱鍛模鍛模如何進行熱處理

５ＣｒＮｉＭｏ和５ＣｒＭｎＭｏ是常見的熱鍛模具鋼，對于大型模具熱處理工藝一般來說先需要階梯加熱.350度---650度.后再最終淬火加熱.在整個加熱過程中需要保護模具表面不脫碳和氧化.淬火冷卻前需要予冷.入冷卻液后要算準模具的終止冷卻的時間.一般來說,模具的出油溫度應該在160~180度之間,直觀回火.但鍛模的模膛與燕尾的硬度要求是不同的，大家是如何控制的呢？我們是采用裝箱法，出爐預冷燕尾然后整體下油?？梢圆捎妙A冷至780，再淬油，至200出爐后在300保溫一段時間后升至回火溫度對型腔復雜的模具在淬火時應先預冷，入油時楞邊角基本暗紅即可，出油時溫度要較高，冒油煙（青煙最好）。熱作模具可以采用強韌化復合等溫淬火方式，可以明顯提高模具的斷裂韌性。大型熱鍛模在油中冷卻結束后，由于心部溫度仍較高，應先在300度以下保溫，然后再升至回火溫度。前輩，模具透熱后的預冷是隨爐降溫還是在空氣中預冷好些。如果是在空氣中預熱那要怎樣控制淬火時溫度。 []對于這倆種材料，小型模具是好做。我給你建議一下我在做200公斤左右的模具的經(jīng)驗。我的做法是先給模具包多層包紙。工藝是560保溫，720保溫等摩具紅透在升到淬火溫度。在冷卻時要使冷卻介質(zhì)動起來。你可以給油里安氣管。冷到180就要進爐回火?。担茫颍危椋停锖停担茫颍停睿停锸浅Ｒ姷臒徨懩＞咪?，對于大型模具熱處理工藝一般來說先需要階梯加熱.350度---650度.后再最終淬火加熱.在整個加熱過程中需要保護模具表面不脫碳和氧化.淬火冷卻前需要予冷.入冷卻液后要算準模具的終止冷卻的時間.一般來說,模具的出油溫度應該在160~180度之間,直觀回火.

H13熱鍛模具熱處理工藝

熱作模具淬火工序，通常都在機械油中淬火冷卻，也有用等溫淬火的工藝來處理的。在淬火油中淬火冷卻，造成很大的油煙，污染環(huán)境，有時易引起火災。油淬火冷卻的速度受到限制，模具未見得能獲得較高的淬火質(zhì)量。等溫淬火對小型復雜模具，工藝上尚可實行。但對大型模具，是不適宜的，例如等溫溫度就很難控制，而且費時很長，影響生產(chǎn)周期。

H13熱鍛模在PQL水基淬火介質(zhì)中淬火，操作簡單，干凈無煙無味，更不會著火，能獲得淬火、回火后的良好組織和性能。實踐表明，在PQL水基淬火介質(zhì)中淬火并回火后模具，其硬度均勻性、紅硬性、使用壽命，均比淬火油淬火的效果好，使用壽命是淬火油淬火并回火的1.5～2倍。

一、PQL聚合物淬火液

這種淬火液是水溶性的，屬于烯類聚合物，比重大于水。是替代淬火油的水基淬火介質(zhì)。在水中添加25%PQL淬火液時，其冷卻性能與機械油接近。水中含30%PQL淬火液時，其冷卻能力小于32號機械油。這種水基淬火介質(zhì)冷卻性能特點是，高溫段冷的較快，低溫段冷得很慢，適于淬硬而又不易淬火開裂。

淬火介質(zhì)的濃度選擇：H13模塊厚度小于200mm的模具，可選擇在水中加入30%PQL淬火劑母液；厚度大于200mm的模具，可在水中加入25%PQL淬火劑母液。

二、淬火、回火工藝

1， 加熱：經(jīng)鍛造退火后的鍛模，型腔可用涂料保護，隨爐升溫至840℃～850℃，保溫后，繼續(xù)將模具升溫到980℃～1000℃，保溫。

2， 淬火冷卻：到加熱保溫時間后，模具在PQL淬火劑溶液中淬火冷卻。

3， 回火：可采用二次回火。模具進入回火爐后，在550±10℃，保溫4小時后空冷，空冷到模具表面溫度相對穩(wěn)定在200℃～150℃時，進行第二次回火，即550℃保溫4小時空冷。第二次回火的目的，是淬火狀態(tài)下模具中的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，馬氏體中析出次生鉻的碳化物，以提高硬度，提高紅硬度，從而提高使用壽命。上述處理的H13模具硬度一般處在HRC44～48。

三、管理問題：淬火槽結構可用鋼板焊接，可以水泥整澆；配制用的淬火介質(zhì)濃度，可用折射儀精確測定，以便加水或加PQL淬火劑母液；淬火介質(zhì)使用濃度可在20℃～70℃范圍內(nèi)；模具在淬火時，淬火介質(zhì)要求攪拌起來，但不需過分強烈。鍛模一般情況采用下落和型腔堆焊方式進行，采用下落方式，直接機加工舊ok，不必要再熱處理。模具硬度在46-50hrc應該沒問題。 機加工在模具高硬度值下，加工成本較高。主要看鍛模的結構型式，簡單還是比較復雜。我目前正搞鍛造模具，模具型腔主要采用電火花加工。先球化退火 在600-800預熱1020淬火 560-580 回火 硬度在 48-52HRC參見《新編工模具鋼660種》