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4CrW2Si钢是在铬硅钢的基础上加入一定量的钨而形成的钢种,由于加入了钨而有助于在进行淬火时保存比较细的晶粒,这就有可能在回火状态下获得较高的韧性。4CrW2Si钢还具有一定的淬透性和高温强度。该钢多用于制造高冲击载荷下操作的工具,如风动工具、錾、冲裁切边复合模、冲模、冷切用的剪刀等冲剪工具,以及部分小型热作模具。
物理性能
4CrW2Si钢是临界温度示/
4CrW2Si钢的临界温度
临界点 Ac1 Ac3 Ms
温度(近似值)/℃ 780 840 315
化学成分 4CrW2Si钢的化学成分。
4CrW2Si钢化学成分(GB/T1299—2000)w/%
C Si Mn Cr W P S
0.35~0.45 0.80~1.10 ≤0.40 1.00~1.30 2.00~2.50 ≤0.030 ≤0.030
热加工 4CrW2Si钢的热加工工艺。
4CrW2Si钢的热加工工艺
项目 加热温度/℃ 开锻温度/℃ 终锻温度/℃ 冷却方式
钢锭
钢坯 1180~1220
1150~1180 1150~1180
1100~1140 ≥850
≥800 缓冷
缓冷
冷作模具包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等。冷作模具有钢,按其所制造具的工作条件,应具有高的硬度、强度、耐磨性、足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。用于这类用途的合金工具用钢一般属于高碳合金钢,碳质量分数在0.80%以上,铬是这类钢的重要合金元素,其质量分数通常不大于5%。但对于一些耐磨性要求很高,淬火后变形很小模具用钢,最高铬质量分数可达13%,并且为了形成大量碳化物,钢中碳质量分数也很高,最高可达2.0%~2.3%。冷作模具钢的碳含量较高,其组织大部分属于过共析钢或莱氏体钢。常用的钢类有高碳低合金钢、高碳高铬钢、铬钼钢、中碳铬钨钏钢等。
[应用场合]:冷作模具用于冷态下(工作温度低于200~300℃)金属的成形加工,如冷冲模、冷挤压模、剪切模等。这类模具承受很大的压力、强烈的摩擦和一定的冲击,因此,要求具有高硬度、耐磨性和足够的韧性。此外,形状复杂、精密、大型的模具还要求具有较高的淬透性和小的热处理变形。
[化学成分]:冷作模具钢一般具有高的含碳量,wC=1.0%~2.0%,以获得高硬度和高耐磨性。加入合金元素Cr、Mo、W、V等,以提高耐磨性、淬透性和耐回火性。
[常用冷作模具钢]:Crl2型钢包括Cr12、Cr12MoV等,这类钢的淬透性及耐磨性好,热处理变形小,常用于大型冷作模具。其中Crl2MoV钢除耐磨性不及Cr12钢外,强度、韧性都较好,应用最广。尺寸较小的冷作模具可选用低合金冷作模具钢CrWMn等,也可采用刃具钢9SiCr或轴承钢GCr15。
[热处理]:Crl2型钢属于莱氏体钢,加工前应进行反复锻打并退火。Cr12型钢的最终热处理一般为淬火和回火,获回火马氏体、碳化物和残余奥氏体组织,硬度为 60~64HRC。
热作模具分为锤锻、模锻、挤压和压铸几种主要类型,包括热锻模、压力机锻模、冲压模、热挤压模和金属压铸模等。热变形模具在工作中除要承受巨大的机械应力外,还要承受反复受热和冷却的做用,而引起很大的热应力。热作模具钢除应具有高的硬度、强度、红硬性、耐磨性和韧性外,还应具有良好的高温强度、热疲劳稳定性、导热性和耐蚀性,此外还要求具有较高的淬透性,以保证整个截面具有一致的力学性能。对于压铸模用钢,还应具有表面层经反复受热和冷却不产生裂纹,以及经受液态金属流的冲击和侵蚀的性能。这类钢一般属于中碳合金钢,碳质量分数在0.30% ~0.60%,属于亚共析钢,也有一部分钢由于加入较多的合金元素(如钨、钼、钒等)而成为共析或过共析钢。常用的钢类有铬锰钢、铬镍钢、铬钨钢等。