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冷作模具鋼與熱作模具鋼的區(qū)別有哪些？
冷作模具鋼是指用于在冷狀態(tài)下使金屬變形或成形的模具鋼。更常用的特種冷作模具鋼是Crl2鋼，含碳1.45% ~ 2.30%，含鉻11% ~ 13%。熱作模具鋼是指適用于制造金屬熱變形模具的合金工具鋼，如熱鍛模、熱擠壓模、壓鑄模、熱鐓模等。由于熱加工模具在高溫高壓下長(zhǎng)期工作，接下來，我們將解釋冷作模具鋼和熱作模具鋼的區(qū)別。
一、冷作模具鋼
冷作模具鋼模具鋼sus630是什么材質(zhì)包括落料用模具(落料沖孔模具、切邊模具、沖頭和剪刀)、冷鐓模具、冷擠壓模具、彎曲模具和拉絲模等。sus630的硬度
1.冷作模具鋼的工作條件和性能要求
冷加工模具鋼工作時(shí)，由于被加工材料的變形阻力大，模具的工作部分承受很大的壓力、彎曲力、沖擊力和摩擦力。因此，冷加工模具的正常報(bào)廢原因一般是磨損，有些模具因斷裂、擠壓力和變形超差而提前失效。
與刀具鋼相比，冷加工模具鋼有許多共同點(diǎn)。要求模具具有較高的硬度和耐磨性，較高的抗彎強(qiáng)度和足夠的韌性，以保證沖壓工藝的順利進(jìn)行。不同之處在于模具形狀和加工工藝復(fù)雜，摩擦面積大，磨損可能性大，修復(fù)和磨削難度大。因此，需要更高的耐磨性。模具工作時(shí)承受較大的沖擊力，而且由于形狀復(fù)雜，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，所以對(duì)韌性要求較高；模具尺寸大，形狀復(fù)雜，對(duì)淬透性要求高，變形和開裂傾向小?？傊渥髂＞咪搶?duì)淬透性、耐磨性和韌性的要求高于切削工具鋼，但對(duì)紅硬性的要求較低或基本沒有(因?yàn)槭抢涑尚?，因此相應(yīng)地形成了一些適合冷作模具的鋼種，如高耐磨、微變形冷作模具鋼、高韌性冷作模具鋼等。
2.鋼種的選擇
一般根據(jù)冷加工模具的使用條件，鋼種的選擇可分為以下四種情況:
(1)冷加工模具，尺寸小，形狀簡(jiǎn)單，載荷輕。例如，用于切割鋼板的小沖頭和剪刀可以由碳工具鋼制成，例如T7A、T8A、T10A和T12A。這種鋼的優(yōu)點(diǎn)是:可加工性好，價(jià)格低，來源容易。但其缺點(diǎn)是淬透性低、耐磨性差、淬火變形大。因此，它只適用于制造尺寸小、形狀簡(jiǎn)單、載荷輕的工具，以及不需要深硬化層、保持高韌性的冷加工模具。
(2)尺寸大、形狀復(fù)雜、載荷輕的冷加工模具。常用的鋼材有9SiCr、CrWMn、GCr15、9Mn2V等低合金切削工具鋼。這些鋼在油中的硬化直徑一般可達(dá)40毫米以上。其中9Mn2V鋼是我國(guó)近年發(fā)展起來的無鉻鋼，可以替代或部分替代含Cr鋼。
9Mn2V鋼與CrWMn鋼sus630不銹鋼出廠硬度相比，碳化物不均勻性和淬火開裂傾向較小，脫碳傾向較小，淬透性比碳素工具鋼高，其9SiCr僅比后者高30%左右，是一種值得推廣使用的鋼。但9Mn2V鋼也有一些缺點(diǎn)，如沖擊韌性低，在生產(chǎn)和使用中發(fā)現(xiàn)開裂現(xiàn)象，回火穩(wěn)定性差，回火溫度一般不超過180℃，200℃回火時(shí)開始出現(xiàn)彎曲強(qiáng)度和韌性低。
9Mn2V鋼可在硝酸鹽、熱油等具有溫和冷卻能力的淬火介質(zhì)中淬火。奧氏體等溫淬火可用于一些變形要求嚴(yán)格、硬度要求低的模具。
(3)尺寸大、形狀復(fù)雜、載荷大的冷加工模具。中合金或高合金鋼，如Cr12Mo、Crl2MoV、Cr6WV、Cr4W2MoV等。，也使用高速鋼。
近年來，使用高速鋼作為冷加工模具的趨勢(shì)日益增加。但需要指出的是，此時(shí)已經(jīng)不再使用高速鋼特有的紅色硬度，而是使用其高淬透性和高耐磨性。所以熱處理工藝應(yīng)該有區(qū)別。
選擇高速鋼作為冷模時(shí)，應(yīng)采用低溫淬火，以提高韌性。例如，W18Cr4V鋼用作刀具時(shí)常用的淬火溫度為1280-1290℃。冷加工模具制造時(shí)，應(yīng)在1190℃淬火。再比如W6Mo5Cr4V2鋼。低溫淬火后，使用壽命可以大大延長(zhǎng)，尤其是損失率可以顯著降低。
(4)具有沖擊載荷和薄工具空間的冷加工模具。如上所述，冷加工模具前三種鋼的使用性能要求主要是高耐磨性，因此采用高碳過共析鋼甚至萊氏體鋼。然而，對(duì)于一些具有切邊底板和沖裁模的冷加工模具，它們具有薄的對(duì)應(yīng)物，并且在使用時(shí)承受沖擊載荷，高沖擊韌性應(yīng)該是主要要求。為了解決這一矛盾，可以采取以下措施:①降低碳含量，采用亞共析鋼，避免鋼的韌性因一次碳化物和二次碳化物而降低；②添加Si、Cr等合金元素，提高鋼的回火穩(wěn)定性和回火溫度(240-270℃回火)，有利于在不降低硬度的情況下，充分消除淬火應(yīng)力，改善性能；②添加W等難熔碳化物形成元素，細(xì)化晶粒，提高韌性。常用的高韌性冷加工模具用鋼有sus630材料哪有賣6SiCr、4CrW2Si、5CrW2Si等。
3.如何充分發(fā)揮冷作模具鋼的性能潛力
當(dāng)Cr12型鋼或高速鋼用作冷加工模具時(shí)，一個(gè)突出的問題是鋼在使用中易碎，容易開裂。因此，碳化物必須通過充分鍛造來細(xì)化，并開發(fā)新的鋼種。開發(fā)新鋼種的重點(diǎn)應(yīng)是降低鋼的含碳量和碳化物形成元素的量。
Cr4W2MoV鋼具有高硬度、高耐磨性、良好的淬透性、良好的回火穩(wěn)定性和綜合力學(xué)性能?？捎糜谥圃旃桎撃＞叩?。，使用壽命比Cr12MoV鋼提高1~3倍以上。但這種鋼的鍛造溫度范圍窄，鍛造時(shí)容易開裂。鍛造溫度和操作規(guī)范應(yīng)嚴(yán)格控制。
Cr2Mn2SiWMoV鋼具有淬火溫度低、淬火變形小、淬透性高的優(yōu)點(diǎn)，因此被稱為中空淬火微變形模具鋼。
7W7Cr4MoV鋼可以替代W18Cr4V和Cr12MoV鋼，其特點(diǎn)是碳化物不均勻性和韌性大大提高。
二、熱作模具鋼
1.熱加工模具的工作條件
熱加工模具包括錘鍛模具、熱擠壓模具和壓鑄模具。如前所述，熱加工模具工作條件的主要特征是與熱金屬接觸，這是與冷加工模具工作條件的主要區(qū)別。因此，它會(huì)帶來以下兩個(gè)問題:
(1)加熱模腔的表面金屬。通常錘鍛模工作時(shí)，其模腔表面溫度可達(dá)300~400℃，熱擠壓?？蛇_(dá)500 ~ 800℃；壓鑄模具的型腔溫度與壓鑄材料的類型和澆注溫度有關(guān)。例如，壓鑄黑色金屬時(shí)，型腔溫度可達(dá)1000℃以上。這樣高的使用溫度會(huì)顯著降低型腔表面的硬度和強(qiáng)度，使用時(shí)容易折疊。因此，熱模具鋼的基本性能要求是高的熱塑性變形抗力，包括高溫硬度和強(qiáng)度，以及高的熱塑性變形抗力，這實(shí)際上反映了鋼的高回火穩(wěn)定性。因此，可以找到熱作模具鋼合金化的種途徑，即添加Cr、W、Si等合金元素可以提高鋼的回火穩(wěn)定性。
sus630是什么標(biāo)準(zhǔn)(2)模具型腔表面金屬出現(xiàn)熱疲勞(開裂)。熱鍛模具的工作特點(diǎn)是間歇性。每次成型鐵水后，模腔表面應(yīng)用水、油、空氣等介質(zhì)冷卻。因此，熱模的工作狀態(tài)是反復(fù)加熱和冷卻，使模腔表面金屬反復(fù)熱脹冷縮，即反復(fù)承受拉壓應(yīng)力。結(jié)果，模腔表面出現(xiàn)裂紋，這就是所謂的熱疲勞現(xiàn)象。因此，對(duì)熱模具鋼提出了第二個(gè)基本性能要求，即具有較高的抗熱疲勞性能。
一般來說，影響鋼材抗熱疲勞性能的主要因素有:
?、黉摰膶?dǎo)熱系數(shù)。鋼具有很高的導(dǎo)熱性，可以降低模具表面金屬的受熱程度，從而降低鋼的熱疲勞傾向。一般認(rèn)為鋼的導(dǎo)熱系數(shù)與碳含量有關(guān)，碳含量高時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)低，所以高碳鋼不適合熱作模具鋼。生產(chǎn)中通常使用中碳鋼(C 0.3% 5 ~ 0.6%)，含碳量過低，會(huì)導(dǎo)致鋼的硬度和強(qiáng)度降低，也是不利的。
?、阡摬呐R界點(diǎn)的影響。一般鋼的臨界點(diǎn)(Acl)越高，鋼的熱疲勞傾向越低。所以鋼的臨界點(diǎn)一般通過添加合金元素Cr、W、Si來提高。從而提高鋼的抗熱疲勞性能。
2、常用熱作模具鋼
(1)錘鍛模具鋼。一般來說，錘鍛模用鋼存在兩個(gè)突出問題。一是工作時(shí)承受沖擊載荷，因此對(duì)鋼材的力學(xué)性能要求較高，尤其是較高的塑性變形抗力和韌性；其次，錘鍛模的截面尺寸較大(< 400mm)，因此要求鋼的淬透性，以保證整個(gè)模具的組織和性能均勻。
常用的錘鍛模具鋼有5CrNiMo、5CrMnMo、5CrNiW、5CrNiTi、5CrMnMoSiV。不同類型的錘眼模具應(yīng)選擇不同的材料。特大型或大型錘鍛模更好使用5CrNiMo，也可以使用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi。中小型錘鍛模通常使用5CrMnMo鋼。
(2)熱擠壓模具用鋼。熱擠壓模具的工作特點(diǎn)是加載速度慢，因此模腔的加熱溫度高，通?？蛇_(dá)500-800℃。這種鋼的使用性能應(yīng)基于高溫強(qiáng)度(即高回火穩(wěn)定性)和高抗熱疲勞性。對(duì)ak和淬透性的要求可以適當(dāng)降低。一般熱擠壓模具的尺sus630熱處理變形嗎寸較小，往往小于70~90毫米
常用的熱擠壓模具有4CrW2Si、3Cr2W8V和5% Cr熱加工模具鋼。其中，4CrW2Si既可用作冷加工模具鋼，也可用作熱加工模具鋼。由于用途不同，可以采用不同的熱處理方法。冷模采用低淬火溫度(870-900℃)和中低溫回火處理。熱模制作時(shí)采用高淬火溫度(一般為950-1000℃)和高溫回火處理。
(3)壓鑄模具用鋼。一般來說，壓鑄模具鋼的使用性能要求與熱擠壓模具鋼相似，即高回火穩(wěn)定性和高抗熱疲勞性是主要要求。因此，通常選用的鋼種與熱擠壓模具所用鋼種基本相同，如4CrW2Si、3Cr2W8V。但對(duì)于熔點(diǎn)較低的鋅合金壓鑄模來說，存在一些差異，如40Cr、30CrMnSi和40CrMo。鋁鎂合金壓鑄模可選用4CrW2Si和4Cr5MoSiV，銅合金壓鑄模多采用3Cr2W8V鋼。
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