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冷作模具鋼性能要求,關于高合金模具鋼的熱處理

作者:東锜特鋼

冷作模具鋼性能要求

(1) 一定的強度和韌性;

模具的強度是指模具零件在工作過程中抵抗變形和斷裂的能力。強度名額是冷作模具設計和材料選擇的重要依據,主要包括拉伸屈服點、壓縮屈服點等。屈服點是衡量模具零件塑性變形抗力的名額,也是常用的強度名額。

為了獲得高的強度,在模具制造過程中,要模具材料的韌性,要根據模具工作條件來決定,對于強烈沖擊載荷的模具,如冷作模具的凸模、冷镦模具等,因受沖擊載荷較大,需要高的韌性。對于一般工作條件下的冷作模具,通常受到的是小能量多次沖擊載荷的作用,模具的失效形式是疲勞斷裂,是以模具不必具有過高的沖擊韌度值。

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(2)較好的紅硬性&受熱軟化能力

受熱軟化能力反映了冷作模具鋼在承載時溫升對硬度、變形抗力及耐磨性的影響。表征冷作模具鋼受熱軟化抗力的名額主要有軟化溫度(℃)和二次硬化硬度(Hrc)。

(3)較強的抗咬合性

咬合抗力實際就是對發生“冷焊”的抵抗能力。通常在幹摩擦條件下,把被試驗模具鋼試樣,與具有咬合傾向的材料(如奧氏體鋼),進行恒速對偶摩擦運動,以一定速度逐漸增大載荷,此時轉矩也相應增大。當載荷加大到某一臨界值時,轉矩突然急劇增大,這意味着發生咬合,這一載荷稱為“咬合臨界載荷”。臨界載荷越高,标志着咬合抗力越強。

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關于高合金模具鋼的熱處理

高合金模具鋼有含高鉻和中鉻工具鋼、高速鋼、基體鋼等。此類鋼含有較多的合金元素,具有淬透性好、耐磨性高及淬火變形小等特點,廣泛用作承受負荷大、生産批量大、耐磨性要求高及形狀複雜的模具。

(1)高碳高鉻鋼 此類鋼的成分特點是高鉻量、高碳量,是冷作模具鋼中應用範圍最廣、數量最大的。代表性鋼号有CRL2、CRL2MOV、CRL2MOLVL (D2)、CRL2W等。

該類鋼鍛後通常采用球化退火處理,退火後硬度為207~255HB。

常用的淬火工藝為:1)較低溫度淬火 将CRL2鋼加熱到960~980℃,油冷,淬火後硬度為62HRC以上。對CRL2MOV鋼,淬火溫度為1020~1050℃,油冷,淬火後硬度為62HRC以上。采用此種方法可使鋼獲得高硬度、高耐磨性和高精度尺寸,用于制作冷沖壓模具。2)較高溫度淬火及多次高溫回火 對CRL2鋼,加熱到1050~1100℃,油冷,淬火後硬度42~50HRC。對CRL2MOV鋼,淬火溫度為1100~1150℃,油冷,淬火後硬度為42~50HRC。

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較高溫度淬火加上多次高溫回火,可以使鋼獲得高紅硬性和耐磨性,用于制作高溫下工作的模具。 CRL2型鋼淬火後應及時回火,回火溫度可以根據要求的硬度而定。對于要求高硬度的冷沖壓模具,回火溫度在150~170℃之間,回火後硬度在60HRC以上。對要求較高強度、硬度和一定韌性的冷沖壓模具,回火溫度取250~270℃,回火後硬度為58~60HRC。對于要求高沖擊韌性和一定硬度的冷沖壓模具,回火溫度可以提高到450℃左右,回火後硬度為55~58HRC, CRL2型鋼要避開275~375℃的回火脆性區。

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