热作模具钢的工作条件和常用钢种

　　

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　　　　热作模具钢的工作条件和常用钢种

　　

　　　　1.热作模具的工作条件

　　

　　　　热作模具包括锤锻模具、热挤压模具和压铸模具。如前所述，热作模具工作条件的主要特征是与热金属接触，这是与冷加工模具工作条件的主要区别。因此，它8344234302什么材料会带来以下两个问题:

　　

　　　　(l)加热模腔的表面金属。通常，锤锻模工作时，模腔表面温度可达300~400℃，热挤压模可达500 ~ 800℃；压铸模具的型腔温度与压铸材料的类型和浇注温度有关。例如，压铸黑色金属时，型腔温度可达1000℃以上。如此高的使用温度将显著降低模具型腔表面的硬度和强度，该表面在使用过程中易于堆积。因此，热模具钢的基本性能要求是高的热塑性变形抗力，包括高温硬度和强度，以及高的热塑性变形抗力，这实际上反映了钢的高回火稳定性。因此，可以找到热作模具钢合金化的条途径，即添加铬、钨、硅等合金元素可以提高钢的回火稳定性。

　　

　　　　(2)热疲劳(裂纹)发生在模具型腔的表面金属中。热模的工作特点是间歇性。每次成型热金属后，模腔表面应用水、油、空气和其他介质冷却。因此，热模的工作状态是反复加热和冷却的，这使得模腔的表面金属受热膨胀，受冷收缩，即反复承受拉压应力。结果，在模腔的表面出现裂纹，钢材2343代替材料这被称为热疲劳现象。因此，对热作模具钢提出了第二个基本性能要求，即具有较高的抗热疲劳性能。一般来说，影响钢的热疲劳抗力的主要因素有:

　　

　　　　①钢的热导率。钢具有很高的导热性，可以降低模具表面金属的受热程度，从而降低钢的热疲劳倾向。一般认为钢的热导率与碳含量有关，当碳含量高时，热导率低，因此高碳钢不适合热作模具钢。生产中通常使用中碳钢(0.3% ~ 5% ~ 0.6%)，其含碳量过低，会导致钢的硬度和强度下降，这也是不利的。

　　

　　　　②钢的临界点的影响。通常，钢的临界点(Acl)越高，钢的热疲劳倾向越低。因此，通常通过添加合金元素铬、钨和硅来提高钢的临界点。从而提高钢的抗热疲劳性。

　　

　　　　2.热作模具常用钢

　　

　　　　(1)锤锻模具钢。一般来说，锤锻模用钢存在两个突出问题:一是在工作过程中承受冲击载荷，因此对钢的力学性能要求较高，特别是抗塑性变形能力和韧性要求较高；其次，锤锻模具的截面尺寸较大(< 400毫米)，因此要求钢的淬透性，以保证整个模具的均匀组织和性能。

　　

　　　　常用的锤锻建筑用钢包括5CrNiMo、5CrMnMo、5CrNiW、5CrNiTi和5CrMnMoSiV。不同类型的锤眼模具应选用不同的材料。对于超大型或大型锤锻模，更好使用5CrNiMo，也可以使用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi。5CrMnMO钢通常用于中小型锤锻模。

　　

　　　　(2)热挤压模具用钢。热挤压模具的工作特点是加载速度慢，因此模具型腔的加热温度高，通常可达500-800℃。这种钢的使用性能应基于高温强度(即高回火稳定性)和高抗热疲劳性。对ak和淬透性的要求可以适当降低。一般热挤压模具的尺寸很小，往往小于70~90毫米

　　

　　　　常用的热挤压模具有4CrW2Si、3Cr2W8V和5% Cr热作模具钢。它们的化学组成2343钢如表4.16所示。

　　

　　　　其中，4CrW2Si。既可用作冷加工模具钢，也可用作热作模具钢，因用途不同，可采用不同的热处理方法。冷模采用低淬火温度(870-900℃)和中低温回火处理。制作热模时采用高淬火温度(一般为950-1000℃)和高温回火处理。

　　

　　　　(3)压铸模具用钢。一般来说，压铸模具钢的使用性能要求与热挤压模具钢相似，即高回火稳定性和高抗热疲劳性是主要要求。因此，通常选用的钢种与热挤压模具所用的钢种基本相同，如4CrW2Si..和3Cr2W8V。然而，对于熔点较低的锌合金压铸模来说，却存在一些差异，如40Cr、30CrMnSi和40CrMo。对于铝和镁合金压铸模具，可以选择4CrW2Si、4Cr5MoSiV和其他铜合金压铸模具，并且主要使用3Cr2W8V钢。

　　

　　　　近年来，随着黑色金属压铸技术的应用，高熔点的铝合金和镍合金被大量使用，或者在3Cr2W8V钢上进行Cr-Al-SI三元渗滤来制造黑色金属压铸模具。近年来，高强度铜合金在国内外被用作黑色金属的压铸模具材料。

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