冷模具鋼選手冊，好材料！
低合金鋼是我國常見的冷模鋼：CrWMn、95SiCr、9Mn2V、GCr15、60Si2Mn這些；高合金鋼：Cr12、Cr12MoV、高速鋼W18Cr4V、不銹鋼30Cr13等。由于這些老鋼種存在一些問題，無法滿足模具行業(yè)發(fā)展的需要，我國開發(fā)了一批新型冷模具鋼。
1.低合金冷作模具鋼的應(yīng)用
高碳鋼適用于簡易磨具T10A，但高碳鋼淬火性差、淬火變形大、耐磨性低、韌性差、回火穩(wěn)定性差，不能用于制造形狀復(fù)雜、精度要求高、承載力大的工模。
在碳工具鋼的前提下，、錳、鉬、鈦、鎢、釩、硅等合金元素的前提下，開發(fā)的高碳低合金鋼CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr此外，合金元素提高了鋼的淬火性能油冷取代了水冷，減少了磨具變形和干裂的趨勢。奧氏體淬火不易溶解，溶解后沉淀的滲碳體不易聚集生長，淬火后韌性和耐磨性高，可大大提高磨具的使用壽命。
近年來，我國開發(fā)了一些新型低合金冷模具鋼，具有合金總量低、淬火性強(qiáng)、淬火溫度低、熱處理崎駿變小、韌性好、耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)GD (6CrMnNiMoVSi)鋼、CH(7CrSiMnMoV)鋼、DS（6CrMnNiMoVWSi）鋼和CrNiWMoV鋼等。其中GD在鋼中加入一點(diǎn)Ni、Si，它不僅提高了基材，還提高了低溫回火的抗性，MoV結(jié)合細(xì)化晶粒，制造易崩刃、易破碎的磨具，堅(jiān)固耐用。其中GD在鋼中加入一點(diǎn)Ni、Si，它不僅提高了基材，還提高了低溫回火的抗性，MoV加上細(xì)化晶粒，制造易崩刃、易破碎的磨具，堅(jiān)固耐用。GD在鋼中加入一點(diǎn)Ni、Si，它不僅提高了基材，還提高了低溫回火的抗性，MoV結(jié)合細(xì)化晶粒，制造易崩刃、易破碎的磨具，堅(jiān)固耐用。DS鋼是一種耐沖擊冷作模具鋼，其韌性明顯優(yōu)于普通高耐磨刀頭工具鋼。CH鋼和日本成分SX105V鋼是一種火焰淬火模具鋼，常用于制造汽車等生產(chǎn)線上的模具零件。火焰淬火時(shí)，加熱磨刀刃的切割面，以硬化層下的高耐磨基材為墊片，堅(jiān)固耐用。
2.高耐磨超耐磨模具鋼的應(yīng)用
中國廣泛應(yīng)用于散播中Cr12型系列，如Cr12、Cr12MoV鋼，它們都是萊氏體鋼，其組織中有大量的共晶滲碳體，淬火中有大量的馬氏體殘留物，熱處理后變形小，耐磨性高，承載力大，長期廣泛應(yīng)用于中國大中型冷磨工具。
盡管Cr12、Cr12MoV鋼具有良好的耐磨性，但韌性差，熱處理后常因滲碳體收縮而破裂。為了克服這一缺陷，國內(nèi)外都做了大量的研究工作。一方面，我們?nèi)嫣岣吡穗姞t等鋼材的質(zhì)量 另一方面，開發(fā)了各種高耐磨、超耐磨模具鋼，如LD（7Cr7Mo2V2Si）鋼、GM（9Cr6W3Mo2V2）鋼、ER5（Cr8WMoV3Si）鋼。與Cr與新開發(fā)的12型模具鋼相比，C和適度降低Cr改善滲碳體縮松，適當(dāng)調(diào)整成分W、MoV成分可提高二次硬化能力和耐磨性。這種新型模具具有高韌性和良好的耐磨性，提高了磨具的使用壽命。
3.高速鋼和基體鋼的應(yīng)用
高速鋼具有較高的強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和耐磨性，因此越來越多地用于制造必須輕載高壽命的冷磨具，常見的鋼號(hào)有：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N、W9Mo3Cr4V降碳降釩高速鋼6W6Mo5Cr4V，該鋼在生產(chǎn)輕載冷作模具方面獲得了良好的使用體驗(yàn)。
基體鋼是為改善高速鋼滲碳體分布不均、韌性差而開發(fā)的。
基體鋼是為改善高速鋼滲碳體分布不均、韌性差而開發(fā)的。
基體鋼是為改善高速鋼滲碳體分布不均、韌性差而開發(fā)的。基體鋼一般是指與快速鋼淬火機(jī)構(gòu)中基體組織成分相同的鋼。近年來，我國開發(fā)了一些基體鋼，如65Nb(6Cr4W3Mo2VNb)鋼、CG-2（6Cr4Mo3Ni2WV）鋼、012Al（5CrMo3SiMnVAl）鋼、LM1（6W8Cr4VTi）鋼、LM2（6Cr5Mo3W2VNb）鋼、RM2（5Cr4W5Mo2V）鋼、5Cr4Mo2W2VS鋼等。碳含量略高于高速鋼基材。一些鋼添加了少量強(qiáng)滲碳產(chǎn)生原素Nb和Ti，為了產(chǎn)生相對(duì)穩(wěn)定的滲碳體，避免晶體在淬火加熱過程中生長，提高鋼的使用性能。結(jié)晶滲碳體數(shù)量少，遍布勻稱，韌性相對(duì)提高，抗拉強(qiáng)度和疲勞抗力也提高。基體鋼主要用于冷擠壓、冷扎等磨具，韌性高，韌性充足。
4.無磁高韌性模具鋼
隨著電子工業(yè)的發(fā)展，對(duì)無磁模具鋼的需求顯著增加，傳統(tǒng)無磁模具鋼7Mn15Cr2A13V2WMo它是一種高韌性低、強(qiáng)度好、耐磨性好的高韌性馬氏體無磁模具鋼，但由于其冷硬化，切割加工困難。因此，中國科技工作者開發(fā)了一些新的無磁磨具A18（18Mn12Cr18NiN）鋼、WCG（8Mn15Cr18）鋼、50Mn（50Mn18Cr4WN）還有一些奧氏體不銹鋼。磁導(dǎo)率低，強(qiáng)度高，加工性好。
5.鋼結(jié)硬質(zhì)合金的應(yīng)用
磨具由硬合金制成，比鋼好，堅(jiān)固耐用，但成本高。由于制造條件的限制，很難制造出形狀復(fù)雜的磨具。
20世紀(jì)60年代，中國開始研究鋼結(jié)硬質(zhì)合金。這是合金鋼與硬質(zhì)合金之間的新材料，耐磨性極佳。鋼結(jié)硬質(zhì)合金具有鉆削、煅燒、焊接、熱處理等優(yōu)點(diǎn)，韌性強(qiáng)，綜合物理性能好，成本低。我國開發(fā)的鋼結(jié)硬質(zhì)合金有可能TiC為硬質(zhì)相的GT35、R5、DT、Ti等和以WC為硬質(zhì)相的GW50、GJW50、TLMW50等。
目前，鋼結(jié)硬質(zhì)合金用于制造冷扎磨具、拉深模具、擠壓模具、沖裁模具、拉絲模具、熱扎磨具等，其使用壽命是合金模具鋼的幾倍至幾十倍。
作者：趙昌盛
原因:精密加工(熱處理)雜志
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