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1、冷镦材料与热处理方法冷作模具钢的特征及制造工艺冷作模具钢的特征及制造工艺一、概论冷作模具钢在紧固件行业中应用量最多，它广泛用于冲裁，拉深，冷镦，滚丝等工序。冷作模具的材料应具有高的硬度，强度和耐磨性，足够的韧度和较小的热处理变形量。因此，冷作模具应在淬火回火后的组织中有一定量的剩余碳化物，并要求分布均匀，形态圆整，细密马氏体针要均匀，细小，弥散。对于形状简单的小型工模具，可选用碳素工具钢;精度要求较高的中小型工模具，可选用低合金工模具钢，如CrWMn，9SiCr,GD钢等，对于要求淬透性好，而且具有高硬度，高强度，高耐磨，高承载能力的大
2、中型模具，应选用高铬钢，高速钢，基体钢等来制作。冷作模具服役后条件经常承受冲击、磨损、弯曲、剪切，因此，要求其材料应具备优良的强韧性。为了满足某些工模具的比较苛刻的使用要求，对不同材料的工模具的热处理工艺和组织应有一些特殊的要求，以便进一步改进工模具的性能，提高其使用寿命。冷作模具钢的特征及制造工艺表1常用冷作模具钢牌号及化学成分常用的冷作模具钢的牌号和化学成分见表1对部分牌号钢种如下简介二、1.Cr12钢属高铬微变形模具钢，经常用于制造高耐磨，微变形，高负荷服役后条件下的冷作模具，因含铬量高使钢的淬透性很好。因组织中含有大量共晶碳化物
3、，故又称为莱氏体钢。大量碳化物的存在不仅使硬度很高，而且能阻止晶粒长大，可以通过控制淬火加热温度来控制合金元素向奥氏体的溶解量，从而使模具得到微变形，甚至不变形。残余奥氏体量的多少与模具的变形量密切相关，如针对不同要求通过制定不同热处理工艺来控制淬火后的残余奥氏体量，以满足生产上的不同要求。由于Cr12钢中碳化物的不均匀性较严重，增大了钢的脆性，在锻后应进行球化退火处理。在淬火回火状态都仍会残留有较大的淬火应力，因此，淬火后回火必须充分，否则易在磨削和服役中开裂。冷作模具钢的特征及制造工艺2.9Mn2V钢这是一种利用我国资源丰富的锰和钒
4、而不含铬的冷作模具钢,它有很好的淬火性,是极易锻造和加工的模具钢,含锰量增加,会使淬火后残余奥氏体含量增加,因此淬火变形小,但对稳定性稍差,耐回火性也差,由于钒有细化晶粒的作用,因此改善了由锰带来的过热倾向和颗粒长大的倾向3.6CrZSi钢该钢的淬火性好,耐回火性好,等温转变比较稳定,有利于分解淬火和等温淬火.对于用于要求在42-48HRC范围或耐磨性的冷作模具时,常采用880-980℃加热淬火,而要求高硬度58-63HRC高耐磨的冷作模具时采用950-980℃加热淬火.4.Cr12MoV钢它是一种高铬微变形模具钢系列的一种,其综合性能
5、最好,与Cr12钢相比,因加入鉏而进一步提高了钢的淬透性,细化了晶粒,细化了共晶碳化物,改善了韧性,提高了耐回火性,碳化物的数量,粒度,形态,不均匀程度都比Cr12钢有较大的改善.Cr12MoV钢除耐磨性稍逊于Cr12钢外,强度和韧性都比Cr12钢好.冷作模具钢的特征及制造工艺5.GD钢其牌号为6CrNiMnSiMoV钢,是一种碳化物偏析小而淬透高的高强韧钢.通过热处理可获得较多的板条马氏体,碳化物细小,均匀,总量比较少,淬火强度较低,淬火强度区间宽,尤其使用于中小企业的热处理条件,可制作各种冷作模具,很好出现崩量和断裂现象,GD钢是室
6、冷变形模具钢,退火状态硬度较高,故必须经球化退火利于机械加工.6.65NbG钢其牌号为6Cr4W3MoZVNb,是以高速钢为母体,适当降低含碳量,并用少量铌合金化的改型基体钢,是一种高强韧冷作模具钢,特别适用于复杂,大型的冷挤压模具和受冲击负荷较大的冷镦模具.其淬火回火工艺可按不同要求适当选择.要求韧度高时,1080~1120℃加热后油冷淬火,520~540℃回火,1~2h,回火二次,要求硬度高时,1120~!1180℃加热后油冷淬火,540~580℃回火把~2h,回火二次.冷作模具钢的特征及制造工艺7.012A1钢其牌号为5Cr4Mo
7、3SiMnVA1钢,是冷热兼用的基体钢.钢中适量增加了锰和硅,提高了因溶强化效果,因此提高了基体强度,有添加了微量铝,使钢材的韧度有了明显提高,012A1钢十分适用与进行渗碳或碳氩共渗来有效提高模具的耐磨性.冷作模具的热处理工艺,1090~1100℃加热油冷淬火或分级冷却,510℃回火2h回火二次,硬度为60-62HRC.8.CG-Z钢其牌号为6Cr4Mo3NiZWV钢,是冷热肩用的基体钢.钢中的合金元素钼,钒能促进二次硬化效果,提高热硬性.但含钼量高会导致钢有脱碳倾向,过热敏感性也较大.镍元素能提高韧度和热疲劳性能.CG-Z钢加热强度
8、超过计划1120℃,晶粒会明显长大.淬火后回火强度在650℃时有二次硬化峰.冷作模具的热处理工艺,1100~1140℃加热后油冷淬火或分级冷却,560℃回火二次,硬度为60-61HRC.冷作模具钢的特征及制
