h22钢材h22钢板h22圆钢模具钢大致可分为(冷作模具钢)、(热作模具钢)和(塑料模具钢)3类,用于锻造、冲压、切型、压铸等。由于各种模具用途不同,工作条件复杂,因此对模具用钢,h22钢材h22钢板h22圆钢按其所制造模具的工作条件,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。h22钢材h22钢板h22圆钢由于这类用途不同,工作条件复杂,因此对模具用钢的性能要求也不同。
冷作模具包括冷冲模、h22钢材h22钢板h22圆钢拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等h22钢材h22钢板h22圆钢。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。h22钢材h22钢板h22圆钢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h22钢材h22钢板h22圆钢,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,h22钢材h22钢板h22圆钢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。
h22钢材h22钢板h22圆钢热作模具分为锤锻、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、h22钢材h22钢板h22圆钢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、h22钢材h22钢板h22圆钢热疲劳稳定性、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h22钢材h22钢板h22圆钢
模具钢h22钢材h22钢板h22圆钢
h22钢材h22钢板h22圆钢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。 塑料模具包括热塑性塑料模具和热固性塑料模具。h22钢材h22钢板h22圆钢塑料模具用钢要求具有一定的强度、硬度、耐磨性、热稳定性和耐蚀性等性能。此外,还要求具有良好的工艺性,如热处理变小、加工性能好、耐蚀性好、研磨和抛光性能好、补焊性能好、粗糙度高、导热性好和工作条件尺寸和形状稳定等。一般情况下,注射成形或挤压成形模具可选用热作模具钢;热固性成形和要求高耐磨、高强度的模具可选用冷作模具钢h22钢材h22钢板h22圆钢。
各国常见热作模具钢
1 各国(前苏联、日本、美国、瑞典、中国等钢牌号见表1) 加热模具钢一览表。
表1 加热模具钢一览表
编号
中国
前苏联
美国
日本
瑞典
1
5CrMnMo
5XrM
SKT3
2
5CrNiMo
5XHM
SKT4
3
4Cr5MoVSi
4X5MψC
H-11
SKD6
4
4Cr5MoV1Si
H-13
SKD61
8402
4Cr5MoV1Si
H-13
DAC
8407
5
3Cr2W8V
3X2B8ψ
H-21
6
4Cr5W2VSi
4X2B8ψ
7
3Cr4W2Mo2V
3X4B2M2ψ(πu-470)
8
40Cr2SiWMoVAe
40X2CBMψm(πu-640)
9
4Cr5WMoVSi
4X5BMψC
H-12
10
4Cr4Mo2WVS
4X4M2BψC(πu22)
11
3Cr3Mo3V
3X3Msψ
H-10
12
45Cr3W3MoV$i
45X3B2MψC(πu23)
13
4Cr3W5Mo3V
4X3B5M2ψC(πu-471)
14
3Cr3-3Mo系
SKD7
15
3N13Mo系
DH75
16
20Cr2Mo2WVNiCo
YHD-3
17
4Cr5W5
H-14
18
4Cr4W4MoV2C04
H-19
SKD8
19
4Cr3W11V
H-22
20
见表3
QRO-80M
21
见表3
QRO-90M
22
55CrNiMoV6
德国2713
23
5Cr4Mo3SiMnVAe(012Ae)
24
6Cr4Mo3Ni2WV(CG·2)
25
35Cr3Mo3W2V(HM-1)
26
3Cr3Mo3VNb(HM·3)
27
4Cr3Mo3W4VNb(GR)
28
4Cr3Mo2NiVNb(HD)
29
4Cr2MoVNi(B2)
TF-1
30
3Cr2WMoVNi(B3)
31
45Cr2MoVNiSi
32
28Cr2WMoVNiSi
2 各国钢牌号,均有各国家标准钢牌号和生产厂家标准钢牌号。如SKD61是日本国家标准钢牌号,但DAC、YHD-3是生产厂家标准钢牌号
3 每外国标准的钢牌号,均可找到与其对应的中国标准钢牌号。
4 编号1-6、22-32等17种标准钢牌号,是我国已生产过。
热作模具钢中的合金元素
国家标准中,有四种高韧性锤锻模具钢:5CrNiMo、5CrMnMo、5MnMoSiV、5Cr4Mo。其中5MnMoSiV是为改善5CrNiMo钢淬透性而研制的,5Cr4Mo钢,主要是作为堆焊电极材料。70年代研制了无镍钢锤锻模模具钢5MnMoSiV,主要用于大中型模具,该钢加入矾,并采用硅锰复合合金化,强度有所提高,但由于含碳量仍保持在0.50%左右,其韧性有所降低趋势。近年来研制的4Cr2MoVNi、5Cr2MoVNiSi、45Cr2MoVNiSi,高温强度有所提高,且含碳量有略微下降,因此韧性有所提高。上述钢均用于大吨位锤锻模和机锻模。80年代前苏联、日本等国锤锻模具钢的发展趋势是:
I把钢中碳含量降低,即从0.5%降到0.4%,个别的可降至0.30%。
II钢中加入铬、钼、钨、钒的同时又添加钴、铌、钛、稀土、微量的钙、铝、氮等元素,进行多元合金化,合金元素总量在5-10%不等。模具材料使用温度及强韧性均有所提高,模具使用寿命可提高20%-120%。总的趋势是向着低碳、沉淀、硬化方向发展。为此弄清楚各合金元素作用之前,必须说明几个原则。
1 几个原则
-降低钢中碳的含量,淬火后能得到以板条状马氏体为主的组织,以保证模具材料的高韧性。
-实施多元复合合金化,以提高钢的热强性。合金化时,应特别注意防止第二类回火脆性。
-研究实施合理的强韧化热处理工艺,保证热强性与热韧良好的配合。
-在达到要求的综合性能前提下,尽量减少其合金元素的用量,降低新钢种的成本。
2 合金元素的作用
1) 碳
是控制马氏体强度的关键因素,也是影响韧性的主要因素。国内外关于低碳马氏体的大量研究表明:若要获得较好的综合机械性能,钢中碳量要控制在0.45%-0.30%。
2) 铬
铬形成碳化物,可提高钢的淬透性。淬火加热时铬溶于奥氏体,淬火后固溶于马氏体中,可以提高钢的抗回火能力。热作模具钢中,α-Fe中铬含量少于2%时,随着铬含量的增加,高温强度随之上升,但铬含量大于2%时,高温强度将随铬含量的增加反而下降。同时,还会引起碳化物偏析,将导致降低冲击韧性。一般讲,热作模具钢,铬含量应控制2%为宜。
3) 钨和钼
钨的加入在多元复合合金化的热作模具钢中,可以明显地降低钢的过热敏感倾向,并提高钢的热稳定性。但钨的含量超过2-3%,钢的热强性不会再有明显提高,反而会使韧性下降。一般应控制在1%左右。
钼的加入,可以提高钢的淬透性与热强性,又可以防止第二类回火脆性。但钼加入过多,会造成钼碳化物偏析,在回火过程中沿晶界呈针状或网状析出,影响钢的韧性。在高韧性热作模具钢中,钼含量以0.6-1%为宜。
4) 钒
钒可以降低钢的过热敏感倾向。在低合金钢中加入0.1-0.3%的钒就有明显的效果。马氏体钢中,钒含量达到0.5%就可以产生足够的二次硬化效应。钒量过高,在二次硬化温度范围内回火,钢的塑性、韧性将明显下降,故钒加入量不能超过1%。
5) 镍
镍为非碳化合物形成元素,可提高钢的淬透性。对钢的强度与韧性,均有良好作用。但过量镍会促使沿奥氏体晶界析出碳化物,这会导致基体中合金元素含量降低,使钢热强性下降。大型锤锻模具钢镍含量一般不会超过1.5%。
6) 硅
硅的加入可提高钢的淬透性和基体强度。硅溶于α-Fe中,使其强化,并提高α-Fe转变 r-Fe的转变温度及高温抗氧化能力。硅是不溶于碳化物,但能提高回火时析出特殊碳化物的弥散度;近期研究表明:加入适量的硅可以改善钢的韧性,在以碳化物为强化相的热作模具钢中,硅量一般以0.5-0.8%为宜。
7) 锰
锰,除了能提高淬透性之外,还可以消除硫的有害影响。它的含量,一般控制在0.5-0.8%。