模具材料范文

模具材料范文模具材料范文 冲压模和塑 模的模具材 我先找点资 大家继续跟帖 国内模具新钢种的开发概况随着少无 削和精密成形技术在我国的快 速发展 对模具材 的性能要求越来越高 一些五十 代以来长期沿 用的 钢种已 能完全满足要求 为此 国内一些大学 研究所 钢厂和模具使用单位相继开发 许多 具有优 性能的模具钢 使国内模具的使用寿命得到 很大提高 并 使我国模具钢的钢种系 逐渐得到 补充和完善 1 作模具钢的开发情况对 作模具材 的主要性能要求是 好的耐磨 性 足够的强 和韧性 高的疲劳寿命 好的抗擦伤和咬合性能以 及 好的工艺性能 九十 代以前 国内常用的 作模具钢有碳素工具钢T1OA 合 工具钢 9SiCr 9Mn2V CrWMn Cr6WV Cr 12 Cr12MoV 5CrW2Si 高速工具钢W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 轴承钢 GCr15 弹簧钢60Si2Mn 渗碳钢20Cr 12CrNi3A 锈钢3Crl3等 其中用 最大的是C r 12 Cr12MoV T10A CrWMn 9SiCr 9Mn2V GCr 15 60Si2Mn和W18Cr4V 为满足生产要求 国内先后研究开发 一系 新型 作模具钢 1 1高强韧耐磨钢Cr12系 作模具钢是较广泛采用的钢种系 具有 好的淬透性和耐磨性 但共晶碳化物偏析较严重 韧性较差 淬火 后异常变形较大 为弥补此类钢的性能缺陷 国内先后开发 一些高强韧耐磨钢 如7C r7Mo2V2Si 代号L D Cr8WmoV3Si 代号ER5 9Cr6W3Mo2V2 代号GM Cr8MoV2Ti 80 Cr7Mo3W2V等 与Cr 12 Cr12MoV相比 此类钢的碳和铬的含 较低 改善 碳化物 均性 提高 韧性 适当增加 W Mo V等合 元素的含 从而增强 二次 硬化能 提高 耐磨性 所以 此类钢在具有 好的强韧性的同时 还有优 的耐磨性和较好 的综合性能 主要用于制造承受应 较大 要求高强韧性和耐磨损的 各类 作模具 7Cr7Mo2V2Si 代号LD 最初是针对 镦模具而研制的 其碳含 低于G Steven推荐的 平衡碳 规 使钢在具有高硬 的同 时 又具有较好的韧性 加入Cr Mo V元素 有 于二次硬化 保 证钢具有较高的硬 强 和 好的耐磨性 加入一定 的Si 以强化 基体 提高回火稳定性 LD钢常用的热处 工艺是1100 1150 淬火 530 570 回火 回火 后硬 HRC57 63 1100 淬火后的组织为细针马氏体十残 奥氏体十剩余碳化物 晶 10 5级 l100火 570 回火后的组织为回火马氏体十残余碳化物 LD钢已被广泛应用于制造 锻 冲 压 弯等承受冲击 弯曲应 较大 又要求耐磨损的各类 作模具 淬Cr8MoWV3Si 代号ER5 在具有较高强韧性的同时 又具有突出 好的耐磨性 该钢在回火过程中弥散析出的特殊碳化物 是ER5比Crl2系钢具有 高强韧性和耐磨性的重要原因 ER5钢适用于制造承受冲击 较大 冲击速 较高的精密 冲 重载 冲 以及要求高耐磨的其他 作模具 9Cr6W3Mo2V2 代号GM 也是以提高耐磨性为主要目的而研制的高耐 磨 作模具钢 该钢通过Cr W Mo V等碳化物形成元素的合 配比 并根据 平衡 碳 规 配碳 使钢具有最佳的二次硬化能 及抗磨损能 同时又保 持 较高的强韧性和 好的 热加工性能 适用于制造冲裁 挤 锻 剪 高强 栓滚丝轮等精密 高耐磨 作模具 1 2高速钢基体钢高速钢基体钢具有相当于正常淬火高速工具钢的 基本成份 并允许钢中保 5 左右的过剩碳化物 另外再适当增加 或减少某些元素的含 此类钢有效地解决 高速钢碳化物 均匀分布和韧性较差的问题 钢 的抗弯强 韧性 塑性和疲劳抗 高于高速钢 但耐磨性低于高速 钢 用于制造要求高强 和足够韧性的 挤压 冲 镦等模具 由于高速钢基体钢的红硬性好 所以也用于制造热作模具 国内研制的高速钢基体钢有65Cr4W3Mo2VNb 简称65Nb 60Cr4Mo3 Ni2WV 代号CG 2 5Cr4Mo3SiMnVA1 代号O12A1 65W8Cr4VTi 代号LMI 65 Cr5Mo3W2VSiTi 代号LMZ 等 65Cr4W3Mo2VNb 其基体成份相当于淬火后的W6Mo5Cr4V2钢 但碳含 较一般基体钢高 以增加碳化物 和提高耐磨性 加入0 2 0 35 Nb 以提高钢的强韧性和改善工艺性 65Nb用于制造 挤压 厚板 冲 镦等承受较大载荷的 作模具 也 可用于温热挤压模具 1 3低合 作模具钢国内开发的低合 作模具钢中 有7CrSiMnMoV 代号CH 6CrMnNiMoVSi 代号GD 6CrMnNiMoVWSi DS Cr NiWMoV等 这些钢的淬透性好 淬火温 较低 热处 变形小 价格低 具有较 好的强 和韧性的配合 适用于制造精 复杂模具 7CrSiMnMoV 代号CH 在820 1000 淬火 可获得HRC60以上的硬 是一种空淬微变形钢 可以火焰加热空 淬硬 该钢的耐磨性尽管比Cr12MoV差 但比9Mn2V和T10A好 抗弯强 抗 压强 和冲击韧性都优于Cr12MoV和9Mn2V 热处 后的变形 和常用的 Cr12MoV Cr2Mn2SiWMoV Cr4W2MoV等钢相当 CH钢具有 好的强韧性和 好的工艺性 可用于代替T10A 9Mn2V Cr WMn GCr 15 Cr12MoV等制造对强韧性要求较高的 作模具 如冲孔凸模 中 薄钢板 2 5mm厚 的修边 模等 由于该钢可以采用火焰加热空 淬硬 所以也用于制造要求表面火焰 淬火的部分汽车模具 6CrMnNiMoVSi 代号GD 较CH钢增加 0 85 左右的Ni 进一步强韧 化 基体 该钢的淬火温 范围较宽 淬透性好 也可火焰加热空 淬火 具有 好的强韧性 当用于制造 崩及断 的 冲模具时 模具寿命较高 1 4无磁高强 模具钢电子工业中的部分磁性元件需用无磁性的模具 生产 7Mnl5Cr2A13V2WMo钢的导磁系数很低 强 耐磨性也 好 但 削加工比较困难 国内开发的无磁模具钢有18Mn12Crl8NiN 代号A18 8Mnl5Cr18 代号WCG 50Mnl8Cr4WN 简称50Mn 等 其中50Mn具有低磁导 1 1H m 较高强 和 好的加工性能 经1020 1070 水 固溶处 后 硬 HRC30左右 再经过590 士10 时效 硬 上升至HRC35左右 2 热作模具钢的开发情况热作模具大体分为热锻模 热挤压模 压 铸模和冲裁模 5CrMnMo 5CrNiMo和3Cr2W8V是热作模具钢中应用 仍然较大的钢种 5CrNiMo主要用于厚 300 400mm的大中型锻模 5CrMnMo适用于厚 在250mm以下的小型锻模 但当用于 大截面或 高温 时 这两种钢存在淬透性 热稳定性 热 疲劳性及耐磨性 够的问题 3Cr2W8V的高温强 较高 但钢的热疲劳性较差 韧性也 高 用于压 铸模具和铝 铜合 热挤压模具时 模具的使用寿命都较低 国内在热作模具方面先后开发 几十种钢 2 l大截面热锻模具钢为弥补5CrMnMo和5CrNiMo在较大截面和较高 温 时热稳定性 热疲劳性及淬透性 够的缺陷 内开发 45Cr2NiMoV Si 简称45Cr2 5Cr2NiMoVSi 简称5Cr2 3Cr2MoWVNi 3Cr2M oVNi 代号B2 等大截面热锻模具钢 与5CrNiMo相比 45Cr2和5Cr2中既含有较高的Cr和Mo 又加入 少 的V 使CCT曲线上的高温转变区上移 低温转变区显著右移 提高 钢的淬透性 截面尺寸在500 500mm以下的模具经970 990 淬火 650 680 回火后 硬 可达HRC36 44 45Cr2和5Cr2还具有二次硬化能 它们的高温强 较5CrNiMo钢高50 热稳定性高出100 150 冲击韧性则相当 另外 钢的热磨损性 热疲劳性及抗热 纹扩展的能 也强于5CrNiMo 这二种钢用于12000t以下机械压 机模具及16t以下模锻模具 模具 的使用寿命是5CrNiMo钢制造的同种模具寿命的数倍 2 2中小热锻模具钢中小热锻模具的表面温 可达600 以上 5CrMn Mo和5CrNiMo的高温性能显然 能满足要求 3Cr2WSV钢的高温强 较高 但韧性及热疲劳性能较差 为此 国内较早开发 2Cr3Mo3VNb 4Cr3Mo2MnVB 代号ER8 等3 C r 3 Mo和3 Cr 2 Mo型的中碳铬系高强 热作模具钢 其中3Cr3Mo3VNb是根据形成 合 碳化物所需的碳 对2Cr3Mo3VNb做进一步成份调整而来的 这二种钢中加人 3 左右的Mo 既能提高钢的淬透性和防止出现回 火脆性 又能提高钢的热稳定性 加人V和Nb则可起到细化晶 低钢的过热敏感性作用 因此 钢的淬透性高 淬火加热温 范围宽 过热敏感性低 具有高 温强 高 热稳定性好 塑性韧性好 热疲劳性能好 热磨损性能 好等优点 用于制造 锈钢 2Crl3 等热锻模 轴承凹模和辊锻模 都取得 好的使用效果 4Cr3Mo3W4VNb 代号GR 除Cr Mo V和Nb外 又加入 4 W 所以 钢的高温强 和热稳定性得到 进一步提高 是中碳铬系热作模具钢 中高温强 较高 热稳定性较好的钢种 该钢还具有 好的 热疲劳性能 该钢适用于制造工作温 600 700C 的浅型腔中小锻模 也可用于铜合 热挤压模具 除以上30Cr 30Mo型热作模具钢外 国内先后开发的5 Cr系中碳中合 热作模具 钢已较大 用于热锻模具 如4Cr5MoVSi 4Cr5MoV1Si等 其中4Cr5M oV1Si具有优异的韧性和 好的 热疲劳性能 适用于制造工作温 在6 00 以下 对韧性和塑性要求较高的模具 如用4Cr5MoV1Si代替5CrNiMo 5CrMnMo制造汽车连杆 曲轴锻模 模具的使用寿命得到 明显提高 用于制造铝合 压铸模具和铝型材 挤压模具 模具的使用寿命较高 另外 该钢还可作塑 模具钢使用 目前 4Cr5MoV1Si钢的优 性能已在国内得到 广泛认可 应用 已较 大 许多大学 研究院所和钢厂 惜花重 对该钢做研究和生产质 改进工 作 并就此打出 自己的优质品牌 2 3压铸模具钢在有色 属压铸中 3Cr2W8V曾是应用广泛的模具钢 5CrNiMo 5CrMnMo 3Cr2Mo等中碳低合 钢也作为铝锌合 压铸模 具钢使用 3Cr2W8V的 热疲劳性能较差 模具的使用寿命 高 国内为此先后开发 几个新型模具钢 如4Cr3Mo2MnVNbB 代号Y4 和4Cr5Mo2MnVSi 代号Y10 等 4Cr3Mo2MnVNbB 代号Y4 最初就是针对铜合 压铸模具而研制的 该钢通过合 的成份配比 使其在达到高的热强性及热稳定性的同时 又保持 好的韧性和塑性 抗 热疲劳性能明显优于3Cr2W8V 模 具的使用寿命较3Cr2W8V制造的模具的使用寿命有明显提高 该钢也可用于制造热挤压和中小热锻模具 4Cr5Mo2MnVSi 代号Y10 是针对铝合 压铸模具而研制的 与3Cr 2W8V钢相比 该钢具有抗 热疲劳性能好 热处 变形小 抗铝溶损 性能好等优点 模具的使用寿命普遍比3Cr2W8V钢制造的模具的使用 寿命提高一倍以上 该钢还可用于制造工作温 在600 以下的中小热锻等模具 2 4铜 铝型材热挤压模具钢铜合 热挤压模的穿孔针 底模等长时 与高温铜坯接触 模具的使用工况较苛刻 用3Cr2W8V或4Cr5MoV1Si钢制作此类模具 模具的使用寿命一直较低 国内曾试图采用奥氏体热作模具钢来解决此类模具寿命低的问题 但因钢的 热疲劳性能较差而仍未得到圆满解决 在此背景下 国内有关大学 研究院所和钢厂先后推出 可以提高此 类模具使用寿命的钢种 如4Cr3Mo2NiVNbB 代号HD 4Cr3Mo2MnV NbB 代号Y4 等 HD钢较一般中碳3 Cr 2 Mo或3 Cr 3 Mo型热作模具钢又增加 1 左右的Ni 进一步提高 钢的韧性和塑性 在相同硬 HRC43 下 其断 韧性比3Cr2W8V钢高30 用HD钢制造的铜合 管材挤压底模和穿孔针的使用寿命较3Cr2W8V钢 提高一倍左右 并在轴承环热挤冲头和凹模 汽门挤压底模上也有 成功应用的 子 用Y4钢制造铜合 挤压模底模和穿孔针顶头 模具的使用寿命也比3C r2W8V钢制造的模具稳定地提高一倍以上 铝型材热挤压模平模和组合模对韧性的要求较高 4Cr5MoV1Si是首 选的模具材 已被大 推广应用 2 5高温玻璃模具钢玻璃制品模具要求模具材 具有优 的抗高温氧 化性能和 热疲劳性能 好的耐芒硝腐蚀性能 足够高的强 好 的抛光性能 并要 于脱模 此类模具常用铸铁 合 铸铁或3Crl3 锈钢制造 钢的性能远满足 实际需要 为此 国内开发 代号为GY的高温玻璃模具钢 该钢是Si Cr Mo系预硬钢 具有 好的 热疲劳性能 优异的抗氧化性能 优 的抗 热触性能和较高的玻璃粘附温 该钢在预硬后 HRC35左右 加工 加工性能 好 尤其适用于制造 玻璃熔化或成型温 较高 表面质 要求高的玻璃制品模具 3 塑 模具钢的开发情况塑 模具钢是国内发展得较滞后 到目前为 止仍未成完整系 的钢种 在九十 代之前 国内常用的塑 模具钢仍然是0 4 0 6 碳的碳素 结构钢 如45 和40Cr 另外再以T10A Gcrl 5 CrWMn 5CrNiMO 5CrMnMo Cr 12 Crl2MoV等作补充 国内先后开发 十余种新型塑 模具钢 3 l预硬化型塑 模具钢为避免大 中型精密塑 模具热处 后变形 保证模具的精 和使用性能 相继研制开发 预硬化型塑 模具钢 此类钢一般是中碳低合 钢 在调质 HRC3O 40 后 削加工成型 然后直接投入使用 主要用于制造复杂 精密 和长寿命的大 中型塑 模具 3Cr2Mo是国内较早开发的塑 模具钢 与AISIP20相当 目前已在许 多钢厂生产 在使用时 一般先进 预硬处 即先850 880 淬火 580 640 回火 预硬至HRC28 35的硬 然后再进 削加工 该钢适用于制造大 中型精密塑 模具 如电视机 洗衣机壳体等塑 模具 并已获得较大 应用 另外 也可用于制造锌合 压铸模具 除3Cr2Mo外 国内先后开发的5CrNiMnMoVSCa 简称5NiSCa 8Cr2 MnWMoVS 简称8Cr2 40CrMnVBSCa 简称P20BSCa Y55CrNiMnM oV 代号SM1 等是 削型预硬塑 模具钢 在这些钢中加人 S Ca Pb Se等元素以改善预硬钢的加工性能 如5NiSCa钢预硬硬 为HRC39时 磨削 比HRC25的40Cr的磨削 还小 此类钢 仅适用于制造大 中型精密注塑模具 还可用于制造精密 作模具 3 2时效硬化型塑 模具钢根据制造高精 复杂塑 模具的需要 国 内先后开发的几种时效硬化型塑 模具钢 如10Ni3MnCuAl 代号PMS 25CrNi3MoAl Y20CrNi3AlMnMo 代号SM2 06Ni6CrMoVTiAl 简称06 等 此类钢一般含较低的碳 含Ni Al Ti Cu MO等合 元素 在固溶 后硬 较低 一般HRC 32 可以被较容 地 削加工 加工后再时 效处 以获得所需要的使用性能 由于时效温 低 时效后模具变形很小 所以适用于制造高精 复 杂的热塑性模具 10Ni3MnCuAl 代号PMS 经850士20 固溶后 硬 为HRC30 33 经500 左右时效后 弥散析出硬化相Al3Ni 基体硬 随之上升至HR C38 43 该钢具有优 镜面加工性能 模具表面粗糙 可达Ra0 05 m 适用于 制造要求高镜面 高精 的各种热塑性塑 制品模具 如光学仪器镜 片模具 磁带内外壳和电话机 石英钟 车辆灯具等塑 壳体模具 Y20CrNi3AlMnMo 代号M2 含0 1 左右的S 削加工性能得到 改 善 是一种 削型号时效硬化塑 模具钢 3 3耐蚀塑 模具钢当较大批 地生产聚氯乙稀 氟化塑 阻燃塑 等塑 制品时 模具需耐氟 氯等卤族元素气体的腐蚀 为此需在模 具表面镀铬