冷作模具鋼在工作時(shí).由于被加工材料的變形抗力比較大,模具的工作部分承受很

大的壓力、彎曲力、沖擊力及摩擦力。因此,冷作模具的正常報(bào)廢原因一般是磨損.也有因斷裂、崩力和變形超差而提前失效的。 冷作模具鋼與刃具鋼相比.有許多共同點(diǎn)。要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗彎強(qiáng)度和足夠的韌性,以保證沖壓過程的順利進(jìn)行、其不同之處在于模具形狀及加I工藝復(fù)雜.而且摩擦面積大.磨損可能性大.所以修磨起來困難。因此要求具有更高的耐磨化模具工作時(shí)承受沖壓力大.又由于形狀復(fù)雜易于產(chǎn)生應(yīng)力集中,所以要求具有較高的韌性;模具尺寸大、形狀復(fù)雜.所以要求較高的淬透性、較小的變形及開裂傾向性?？傊?冷作模具鋼在淬透性、耐磨性與韌性等方面的要求要較刃具鋼高一些.而在紅硬性方面卻要求較低或基本上沒要求(因?yàn)槭抢鋺B(tài)成形),所以也相應(yīng)形成了一些適于做冷作模具用的鋼種,例如,發(fā)展了高耐磨、微變形冷作模具用鋼及高韌性冷作模具用鋼等。下面結(jié)合有關(guān)鋼種選用進(jìn)一步說明。

Crl2

性能:高碳、高鉻類型萊氏體鋼,具有較好的淬透性和良好的耐磨性。由于鋼中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高可達(dá)2.30%,從而鋼變得硬而脆,所以沖擊韌性較差,幾乎不能承受較大的沖擊荷載,易脆裂,而且易形成不均勻的共晶碳化物。 用途:用于制造受沖擊荷載較小,且要求高耐磨性的冷沖模和沖頭,剪切硬且薄的金屬的冷切剪刃、鉆套、量規(guī)、拉絲模、壓印模、搓絲板、拉延模和螺絲滾模等。 生產(chǎn)品種:熱軋材、冷拉材、鍛材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。

Cr12Mo1V1

性能:高碳、高鉻類型萊氏體鋼,無特殊要求時(shí)鉆不作為必加元素。由于鉬和釩的含量比Cr12MoV高,故鋼的組織和晶粒度進(jìn)一步細(xì)化,提高了鋼的淬透性、強(qiáng)度和韌性,使鋼的綜合性能更好。 用途:用于制造要求高耐磨性的大型復(fù)雜冷作模具,如冷切剪刀、切邊模、拉絲模、搓絲板、螺紋滾模、滾邊模和要求高耐磨的冷沖模和沖頭等。 生產(chǎn)品種:熱軋材、鍛材、冷拉材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。

Cr12MoV

性能:高碳、高鉻類型萊氏體鋼,具有良好的淬透性,截面尺寸在400mm以下可以完全淬透,且具有很高的耐磨性,淬火時(shí)體積變化小。其碳含量比Cr12鋼低很多,且加入了鉬、釩,因此,鋼的熱加工性能、沖擊韌性和碳化物分布都得到了明顯改善。 用途:用于制造斷面較大、形狀復(fù)雜、耐磨性要求高、承受較大沖擊負(fù)荷的冷作模具,如冷切剪刀、切邊模、滾邊模、量規(guī)、拉絲模、搓絲板、螺紋滾模、形狀復(fù)雜的沖孔凹模、鋼板深拉伸模,以及要求高耐磨的冷沖模和沖頭等。 生產(chǎn)品種:熱軋材、鍛材、冷拉材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。

Cr5Mo1V

性能:合金含量中等,由于含有鉬和釩,所以鋼的淬透性良好,碳化物分布均勻,具有一定的沖擊韌性和較好的耐磨性。 用途:用于制造定型模、鉆套、冷沖模、沖頭、切邊模、螺紋滾模、搓絲板和量規(guī)等。 生產(chǎn)品種:熱軋材、鍛材、冷拉材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。

9Mn2V

性能:綜合力學(xué)性能比碳素工具我鋼,具有較高的硬度和耐磨性,淬透性很好,淬火時(shí)變形較小。由于鋼中含有一定量的釩,細(xì)化了晶粒,減小了過熱敏感性。碳化物不均勻性比CrWMn鋼好。 用途:用于制造各種精密量具、樣板,以及一般要求的尺寸較小的沖模、冷壓模、雕刻模、料模、剪刀、絲錐、板牙和鉸刀等。 生產(chǎn)品種:熱軋材、鍛材、冷拉材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。 根據(jù)需方要求可供應(yīng)中小規(guī)格的模塊。

CrWMn

性能:具有較高的淬透性,由于加入1.20%%26mdash;1.60%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))鎢,形成碳化物,所以在淬火和低溫回火后具有一定的硬度和耐磨性。鎢有助于保持細(xì)小晶粒,從而使鋼具有較好的韌性,該鋼對(duì)形成網(wǎng)狀碳物比較敏感,而且這種碳公物網(wǎng)使工具刃部有剝落的危險(xiǎn)。 用途:使用較為廣泛的冷作模具鋼。用于制造量具,如板牙、塊規(guī)、樣柱和樣套,,以及形狀復(fù)雜的高精度沖模等。 生產(chǎn)品種:熱軋材、鍛材、冷拉材、冷拉鋼絲、銀亮鋼絲、熱軋鋼板、冷軋鋼板。

9CrWMn

性能:低合金冷作模具鋼,具有一定的淬透性和耐磨性,淬火變形較小,碳化物分布均勻且顆粒細(xì)小。 用途:用于制造截面不大的,而形狀較復(fù)雜的冷沖模,以及量規(guī)、樣板等量具。 生產(chǎn)品種:熱軋材、鍛材、冷拉材、冷拉鋼絲、冷軋鋼板。

Cr4W2MoV

性能:新中型合金冷作模具鋼,性能較穩(wěn)定,與高合金冷作模具鋼Crl2、Crl2MoV相比,用其制成的模具使用壽命明顯提高。該鋼的共晶碳化物顆粒細(xì)小,分布均勻,具有較高的淬透性和淬硬性,以及較好的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。但鋼的熱加工溫度范圍較窄,變形抗力較大。 用途:用于制造各種沖模、冷鐓模、落料模、拉延模、冷擠壓凹模和搓絲板等。 生產(chǎn)品種:熱軋材、鍛材。 根據(jù)需方要求可供應(yīng)小規(guī)格模塊。

6Cr4W3Mo2VNb

性能:高韌性冷作模具鋼,其化學(xué)成分接近高速工具鋼的基體成分,屬于一種基體鋼。因此,它具有高速工具鋼的高硬度和高強(qiáng)度。又因該鋼沒有過剩的碳化物,所以具有較高的韌性和疲勞強(qiáng)度。該鋼含有0.20%%26mdash;0.35%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的鈮,使晶粒細(xì)化,并提高晶粒精化溫度,從而提高了鋼的韌性,改善了其工藝性能。 用途:用于制造冷擠壓模具、冷鐓模、螺釘沖頭、冷沖模、拉延模和搓絲板等。 生產(chǎn)品種:熱軋材、鍛材。 根據(jù)需方求可供應(yīng)部分扁鋼或其他條鋼。

6W6Mo5Cr4V

性能:低碳高速工具鋼類型的冷作模具鋼,其淬透性好,并具有類似高速工具鋼的高硬度、高耐磨性、高強(qiáng)度等綜合性能,還具有比高速工具鋼韌性好的特性。用該鋼制造的冷擠壓模壽命較長。因鋼中鉬含量較高,其熱加工溫度范圍稍窄,變形抗力較大。此鋼易脫碳。 用途:用于制造冷擠壓凹模和上下沖頭等。 生產(chǎn)品種:熱軋材、鍛材。

編輯本段鋼種選擇

通常按冷作模具的使用條件,可以將鋼種選擇分為以下四種情況: (1)尺寸小、形狀簡單、輕負(fù)荷的冷作模具。例如.小沖頭,剪落鋼板的剪刀等可選用T7A、 T8A、T10A、T12A等碳素工具鋼制造。這類鋼的優(yōu)點(diǎn)是;可加工性好、價(jià)格便宜、來源容易。但其缺點(diǎn)是:淬透性低、耐磨性差、淬火變形大。因此,只適于制造一些尺寸小、形狀簡單、輕負(fù)荷的工具以及要求硬化層不深并保持高韌性的冷像模等。 (2)尺寸大、形狀復(fù)雜、輕負(fù)荷的冷作模具。常用的鋼種有9SiCr、CrWMn、GCr15及 9Mn2V等低合金刃具鋼。這些鋼在油中的淬透直徑大體上可達(dá)40mm以上。其中9Mn2V鋼是我國近年來發(fā)展的一種不含Cr的冷作模具用鋼.可代替或部分代替含Cr的鋼。 9Mn2V鋼的碳化物不均勻性和淬火開裂傾向性比CrWMn鋼小、脫碳傾向性比9SiCr鋼小,而淬透性比碳素工具鋼大.其價(jià)格只比后者高約30%因此是一個(gè)值得推廣使用的鋼種。 但9Mn2V鋼也存在一些缺點(diǎn)如沖擊韌性不高,在生產(chǎn)使用中發(fā)現(xiàn)有碎裂現(xiàn)象.另外回火穩(wěn)定性較差,回火溫度一般不超過180℃在200℃回火時(shí)抗彎強(qiáng)度及韌性開始出現(xiàn)低值。 9Mn2V鋼可在硝鹽、熱油等冷卻能力較為緩和的淬火介質(zhì)中淬火。對(duì)于一些變形要求嚴(yán)格而硬度要求又不很高的模具,可采用奧氏體等溫淬火。 (3)尺寸大、形狀復(fù)雜重負(fù)荷的冷作模具。須采用中合金或高合金鋼.如Cr12Mo、 Crl2MoV、 Cr6WV Cr4W2MoV等,另外也有選用高速鋼的。 近年來用高速鋼做冷作模具的傾向巴日趨增大、但應(yīng)指出,此時(shí)已不再是利用高速鋼所特有的紅硬性長處.而用它的高淬透性和高耐磨性。為此.在熱處理工藝上也應(yīng)有所區(qū)別。 選用高速鋼做冷模具時(shí).應(yīng)采用低溫淬火.以提高韌性。例如 W18Cr4V鋼做刃具時(shí)常用的淬火溫度為1280-1290℃。而做冷作模具時(shí),則應(yīng)采用1190℃的低溫淬火。又如 W6Mo5Cr4V2鋼.采用低溫淬火后可使壽命大大提高、特別是顯著減少了折損率。 〔4)受沖擊負(fù)荷且刀間單薄的冷作模具。如上所述.前三類冷作模具用鋼的使用性能要求均以高耐磨性為主為此均采用高碳過共析鋼乃至榮氏體鋼。而對(duì)有的冷作模具加切邊樓、沖裁模等.其對(duì)口單薄.使用時(shí)又受沖擊負(fù)荷作用則應(yīng)以要求高的沖擊韌性為主。為了解決這一矛盾.可采取以下措施.①降低合碳量.采用亞共折鋼.以避免由于一次及二次碳化物而引起鋼的韌性下降;②加入Si.、Cr等合金元素.以提高鋼的回火穩(wěn)定性和回火溫度(240一270℃回火)這樣有利于充分消除淬火應(yīng)力使嘰提高.而又不致降低硬度;②加入W等形成難熔碳化物的元素以細(xì)化晶粒、提高韌性。常用的高韌性冷作模具用鋼有6SiCr、4CrW2Si;、5CrW2Si等。 3.充分發(fā)揮冷作模具鋼性能潛力的途徑 在用Cr12型鋼或高速鋼做冷作模具時(shí),一個(gè)很突出的問題是鋼的脆性大.使用中易開裂。為此,必須用充分鍛打的方法細(xì)化碳化物.除此之外應(yīng)發(fā)展新鋼種。發(fā)展新鋼種的著眼點(diǎn),應(yīng)是降低鋼的含碳量及碳化物形成元素的數(shù)量。近年來國內(nèi)研制并推廣以下幾種新鋼種、如表4.11所示。 Cr4W2MoV 鋼具有高硬巨、高耐磨性和淬透性好等優(yōu)點(diǎn).并具有較好的回火穩(wěn)定性及綜合力學(xué)性能.用干制造硅鋼片沖模等.