【摘 冷模鋼用于制造沖裁模、拉絲模、彎曲模、拉深模等，使金屬在熱態(tài)下變形，有時(shí)用于制造其它工具(如剪刀片等)。模具的具體溫度一般不超過200~3000~℃。由于冷模鋼在加工過程中會(huì)受到很大的沖擊和摩擦，辦公環(huán)境相對(duì)較弱，必須進(jìn)行特定的熱處理，以提高性能，達(dá)到最佳的使用體驗(yàn)。
模具鋼；熱處理；溫度
Cold Work Die Steel and Their Heat Treatment Method
ZHANG Dong-wei
（Xuzhou Electromedchanical Engineering Department of jiangsu United Vocational College，Xuzhou Jiangsu，221011）
【Abstract】Cold work die steel used in the manufacture of the metal under the cold deformation of the mold， such as blanking die， drawing die， bending die， drawing die， etc， sometimes used in the manufacture of other tools（such as scissors， etc.）. Actual temperature of this kind of mold work is generally not more than 200～300℃. Due to cold work die steel in the machining process will be affected by the larger impact force and friction force effect so the work environment is relatively bad， you need to specific heat treatment to improve its performance， to the best use effect.
【Key words】Die steel；Heat treatment；Temperature
1 冷模鋼的性能、成分和類型
1.1 冷模鋼應(yīng)具有以下技術(shù)性能。
(1)強(qiáng)度和耐磨性高，工作時(shí)保持刀口鋒利；
(2)強(qiáng)度韌性高，工作時(shí)刃部不易開裂或塌陷；
(3)淬透性好，保證淬火態(tài)硬度大，淬透深度高；
(4)加工性能好，熱處理變形小，復(fù)雜段不易淬裂。
1.2 冷模鋼的化學(xué)成分特性
(1)高碳:碳的質(zhì)量濃度一般在1%左右，有的在2.0%左右，以保證高韌性和高耐磨性。
1.2 冷模鋼的化學(xué)成分特性
(1)高碳:碳的質(zhì)量濃度一般在1%左右，有的在2.0%左右，以保證高韌性和高耐磨性。
1.2 冷模鋼的化學(xué)成分特性
(1)高碳:碳的質(zhì)量濃度一般在1%左右，有的在2.0%左右，以保證高韌性和高耐磨性。
(2)高合金:常見的合金元素有Cr、Mn、Mo、W、V等。Mn、Cr滲碳體產(chǎn)生的原素可形成不溶性滲碳體，細(xì)化晶粒，提高耐磨性。
1.3 常見的冷作模具鋼
冷模鋼分為碳工具鋼、低合金工具鋼、高鉻及中鉻模具鋼、基材鋼、高速鋼等。
(1)碳工具鋼和低合金工具鋼:碳鋼一般采用優(yōu)質(zhì)碳工具鋼，以提高模具韌性。耐磨性要求高，影響小或沖擊小T13A、T12A；應(yīng)選用沖擊大的磨具T7A、T8A；具有一定耐磨性和韌性標(biāo)準(zhǔn)的磨具(如冷鐓模)T10A。特點(diǎn)是加工性能好，成本低；缺點(diǎn)是淬火特性低，耐磨性差，淬火變形大，使用壽命低。因此，一般只針對(duì)制造規(guī)格小、外觀簡單、精度低的負(fù)載磨具。
(3)低合金工具鋼的常見鋼號(hào)為9Mn2V、9SiCr、CrWMn滾動(dòng)軸承鋼GCrl5.低合金工具鋼具有淬火性強(qiáng)、回火穩(wěn)定性好、耐磨性好、淬火變形小、綜合物理性能好等特點(diǎn)。缺點(diǎn)是網(wǎng)狀碳化物通常較大，由于缺乏韌性，可能導(dǎo)致磨具坍塌或破裂。常用于制造尺寸大、外觀復(fù)雜、精度高的低中負(fù)載磨具。
(4)高鉻和中鉻冷作模具鋼:是一種淬火、耐磨、承載強(qiáng)度高、淬火變形小的專用冷作模具鋼，廣泛應(yīng)用于尺寸大、外觀復(fù)雜、精度高的重型冷作模具。高鉻模具鋼Crl常見的2型有三種型號(hào)：Crl2和Crl2MoV、Crl2Mo1V1。Crl2鋼的ωC2.0%~2.3%的萊氏體鋼。淬透性和耐磨性好，但韌性差。主要用于拉伸模和沖裁模，耐磨性高或形狀簡單。在正確的設(shè)計(jì)下，沖壓厚度可低于6mm的鋼板。Crl2MoV和Crl2Mo1V1的ωC降至1.45%~1.70%，1.40%~1.60%。特性相似，淬透性好Crl在2鋼優(yōu)勢(shì)的前提下，其韌性得到了提高，具有一定的熱硬性，已被韌性不足、易干裂、易干裂的磨具所取代Crl2鋼；必要時(shí)抗回火穩(wěn)定性好，鉬和釩濃度強(qiáng)Crl2Mo1V1鋼。
高碳高鉻槽鋼是一種類似高速鋼的萊氏體鋼，淬火后強(qiáng)度小于255HBW（見表1）。
2 冷作模具鋼常用的熱處理工藝
2.1 碳工具鋼和低合金工具鋼的熱處理工藝
熱處理方法包括球化退火、淬火和低溫回火。為保證淬火深度，適度提高淬火溫度，增加保溫時(shí)間，磨具尺寸大，精度要求高。加熱溫度一般升高10~30000℃。選擇緩慢加熱或分級(jí)加熱，避免變形。變形要求嚴(yán)格，薄厚35mm低合金模具鋼可采用堿液分級(jí)淬火。
2.2 高鉻和中鉻冷作模具鋼的熱處理工藝
(1)一次硬化法:低溫淬火后再低溫回火。Crl2MoV鋼傳熱性差，淬火前一般加熱2次。溫度分別為400~500℃和800～850℃，淬火溫度為1030~1050℃。Crl淬火溫度為950~980℃，回火溫度為180~200℃，保溫期為2~3h。硬化使鋼具有較高的強(qiáng)度和耐磨性，熱處理變化較小。大部分Crl本工藝選用鋼制冷磨具。
(2)二次硬化法:高溫淬火，高溫回火幾次，將殘余奧氏體轉(zhuǎn)化為奧氏體，完成二次硬化。Crl2MoV鋼淬火溫度為1080~1120℃，回火溫度為500~520℃，每次1h，淬火頻率為3~4次。韌性高，強(qiáng)度高，但低，規(guī)格提高。
(3)中鉻模具鋼是針對(duì)的Crl在2型高鉻模具鋼中，滲碳體多而粗，遍布不均勻。典型品牌有Cr4W2MoV、Cr6WV、Cr5MolV，其中Cr4W2MoV應(yīng)用較多。該類鋼的ωC進(jìn)一步降至1.0%~1.25%。滲碳體均勻，韌性明顯增強(qiáng)，熱處理變形小，綜合物理性能好。適合于取代Crl2槽鋼制造易坍塌、干裂、破裂的冷磨具，使用壽命大大提高。
（4）Cr6WV鋼淬火溫度為960~980℃，熱油淬火。由于鋼淬火干裂趨于高碳高鉻鋼，熱處理時(shí)應(yīng)注意加熱和熱物質(zhì)淬火，并立即淬火。回火溫度為160~200℃，保溫期為1.5～3h。
2.3 低碳高速鋼冷作模鋼的熱處理方法
磨具(如一些冷擠壓沖針)必須耐磨性高。為了提高韌性，研究開發(fā)了基材鋼。晶滲碳體數(shù)量少，細(xì)微勻稱，韌性相對(duì)提高。基材鋼是近年來開發(fā)的W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2鋼基材成分基本開發(fā)改性。含鎳基材鋼6Cr4Mo3Ni2WV強(qiáng)沖擊韌性高，但熱處理容易產(chǎn)生內(nèi)裂和損壞，產(chǎn)品成本高。含鈦基材鋼6W8Cr4VTi冷沖切邊模具主要用于強(qiáng)度、強(qiáng)度、高溫特性和高回火穩(wěn)定性。而6Cr5Mo3W2VSiTi強(qiáng)韌性好，主要用于承受高沖擊載荷的冷擠壓冷沖壓模具Cr4W3Mo2VNb和6W6Mo5Cr4V鋼具有良好的生產(chǎn)工藝、良好的韌性、良好的耐磨性，一般用于高耐磨的冷擠壓模具和冷沖壓模具。基材鋼韌性好，不僅可用作冷模鋼，還可用作熱模鋼。由于低碳高速鋼(如6)W6Mo5Cr4V等)碳質(zhì)量濃度或合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，滲碳體總數(shù)降低，均勻性提高，鋼韌性顯著提高，常用于高沖擊載荷耐磨工具（見表2）。
【參照】
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