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熱作模具鋼的性能及應用

發布時間:2015-12-25

一、熱作模具鋼在反復受熱和冷卻的條件下進行工作的,所以比冷作模具有更高要求:
①.良好的強韌性。由于模具在工作時負載大,并承受很大的沖擊,要求有高的強度和良好的韌性,即要求綜合力學性能好。
②.高抗氧化性和熱疲勞抗力。模具工作時的型腔溫度高達400~6000C,而且又反復加熱冷卻,因此要求在高溫下保持高的強度和韌性的同時,還能承受反復加熱冷卻的作用。
③.良好的導熱性和高的淬透性。對尺寸大的熱作模具,要求淬透性高,以保證模具整體的力學性能好;同時還要求導熱性好,以避免型腔表面溫度過高。
二、含碳量:中碳,0.3~0.6%。過高,塑韌性及導熱性差;過低,硬度及耐磨性不高。
三、合金元素:常加入Cr、Mn、Si、Mo、W、V,提高淬透性,回火穩定性及耐磨性。其中,Mo、W還抑制第二類回火脆性,Cr、Si、W提高熱疲勞性能。
四、典型鋼種及應用:
應用較廣泛的是5CrMnMo、5CrNiMo和3Cr2W8V。
5CrNiMo綜合性能好,主要用于制造形狀復雜、沖擊載荷大的大型熱鍛模。
5CrMnMo中以Mn代Ni雖價格低、強度不降低,但塑性、韌性及淬透性不如5CrNiMo,一般用于中小型(截面尺寸≤300mm)熱鍛模。
3Cr2W8V具有高的回火穩定性,廣泛用于壓鑄模及熱擠壓模的制造
五、熱處理工藝:
(1)退火:在反復鍛造(目的是使碳化物均勻分布)之后機加工成形前進行,可采用完全退火或等溫退火。屬亞共析鋼,需加熱到Ac3以上完全奧氏體化。目的是消除鍛造應力,細化晶粒,降低硬度(197~241 HBS)。
(2)最終熱處理:一般淬火+高溫回火:獲得所需性能,組織回火索氏體。硬度要求一般在39~54HRC。
根據用途不同,熱鍛模淬火后模面中溫回火、模尾高溫回火;壓鑄模淬火后在略高于二次硬化峰值的溫度多次回火,提高熱硬性。