高耐磨高强韧性冷作模具钢

复习提问•1、6W6钢•2、基体钢•3、GD钢•4、CH-1钢•5、8Cr2MnWMoVS七、高耐磨高强韧性冷作模具钢•高强韧性钢虽克服了高铬、高速钢的脆断倾向，但由于钢中含碳量的减少，其耐磨性不如高铬钢和高速钢。对一些以磨损为主要失效形式的模具，上述钢种仍满足不了要求。为此研制了高耐磨、高韧性的冷作模具钢。•1.GM(9Cr6WMo2V2)钢的特性•GM钢的主要性能均优于Crl2MoV钢。•(l)GM钢的淬、回火特性与力学性能•GM钢的淬、回火基本特性见下列图。由图可见:①GM钢有较宽的淬火温度范围级;②GM钢淬火后残余奥氏体明显少于Crl2MoV钢，但在回火过程比较稳定;③钢的二次硬化能力和回火稳定性显著高于Cr12MoV钢，而且硬化峰值在较宽的回火温度范围内出现。•GM钢经淬火、回火后，硬度、抗弯强度、耐磨性能和韧性明显高于Cr12MoV。所以GM钢有最佳耐磨性与强韧性的配合。•（2）工艺性能GM钢合金元素总量低于高速钢，成分适中，不含一次粗大的碳化物，所以锻造性能良好，锻前加热一定要缓慢进行，充分热透，锤击时采用轻--重--轻法操作，并严控制变形量，不许冷锤锻造。锻后需缓冷并及时退火，退火硬度为205-228HBS.GM钢还具有良好的线切割加工性能。电加工工艺参数合适，工作效率高（可达50mm2/min），表面粗糙度Ra1.25~2.5μm。•（3）GM钢的应用范围•GM钢具有最佳的强韧性和耐磨性配合，同时兼有良好的冷、热加工性和电加工性。因此，在多工位级进模、高强度螺栓滚丝模和电机转子片复式冲模上已经有很多应用。其寿命比65Nb，Cr12MoV钢提高2~6倍以上。•2.ER5(Cr8MoWV3Si)钢的特性•ER5钢是在美国专利钢种的成分基础上而研制的新型冷作模具钢。与GM钢具有类似的性能特点，而抗磨性能比GM钢要好。•ER5钢强韧性优于Cr12MoV钢，耐磨性远远超过Cr12MoV钢。•ER5钢淬火加热温度范围宽，二次硬化效果强，热处理变形小。对于耐磨性要求高，又要保证高强韧性的模具，一般采用1120~1130°C加热550°C回火三次的热处理工艺。回火硬度为62~64HRC.•ER5钢锻造性能良好，锻后缓冷。退火后硬度约220~240HBS，易于机械加工。ER5钢在冶炼、锻造、热处理、机加工、电加工等方面无特殊要求，生产加工工艺简单，材料成本适中，适用于制作大型重载冷镦模，精密冷冲摸等。八、特殊用途冷作模具钢•这类钢主要有两类：•一类为典型的耐蚀冷作模具：9Cr18、Crl8MoV、Crl4Mo、Crl4Mo4；•另一类为无磁模具钢，如lCrl8Ni9Ti、5Cr21Mn9Ni4W、7Mn15Cr2Al3V2-WMo等。•耐蚀冷作模具钢的成分特点是高碳高铬。淬火后、马氏体中铬的含量高达12％左右，既具有高的硬度和耐磨性，又具有良好的耐蚀性能。主要用来制作耐蚀塑料模。•典型无磁模具钢为7Mnl5Cr2A13V2WMo，曲于含锰量高，在使用状态下呈稳定的奥氏体组织．，所以导磁系数非常低，在磁场中不被磁化。该钢有较高的强度、硬度和耐磨性。但该钢切削加工性比较差。•无磁模具钢主要用来制造磁性材料用的无磁模具和无磁轴承．还可制造700~800°C温度下使用的热作模具。•1.金属陶瓷硬质合金•此类合金是将一些高熔点点、高硬度的金属碳化物粉末(如WC、TiC等〕和粘结剂(Co、Ni等〉混合后，加压成型，再经过烧结而成的一种粉末冶金材料。根据金属碳化物种类通常将其分为钨钴类硬质合金和钨钴钛类硬质合金。冷冲模用硬质合金一般是钨钴类。•金属陶瓷硬质合金的共性是:具有高的硬度，高的抗压强度和高的耐磨性，脆性大，不能进行锻造及热处理主要用来制作多工位级进模，大直径拉深凹模的镶块。九、硬质合金•2、钢结硬质合金•钢结硬质合金是以难熔金属碳化物为硬质相，以合金钢为粘结剂，用粉末冶金方法生产的一种新型模具材料，它具有金属陶瓷硬质合金的高硬度、高耐磨，高抗压性，又具有钢的可加工性和热处理性。硬质相主要是碳化钨和碳化钛，我国是以TiC为硬质相起步，并以GT35牌号供应市场。WC钢结硬质合金是我国60年代研制的，牌号为TLMW50。•第二代WC硬质合金是我国80年代初研制成功的，简称DT合金。它保持了TLMW50的高硬度，高耐磨性，又较大幅度地提高了强度和韧性，因而能承受较大负荷的冲击，同时还具有较好的抗热裂能力，.不易崩刃、碎裂等，是较理想的工模具材料之一。•（1）DT合金力学性能•（2）DT合金的热加工特性•1）退火工艺•等温球化退火，退火硬度小于36HRC，退火组织为弥散碳化物和粒状珠光体。•2）淬、回火工艺•淬火工艺：•600°C回火时有高温回火脆性。•3）锻造工艺性能优于其他钢结硬质合金•（3）DT合金的切削加工性•退火软化后切削加工性较好，能进行车、铣、刨、钻、攻螺纹等多种切削加工，一般必须采用较低的切削速度、较大的背吃刀量和中等的进给量。•DT合金磨削加工时容易烧伤表面或产生网状裂纹，应采用高转速、小磨削量，并供给充足的切削液。•DT合金可以进行电加工。•DT合金制作模具一般采用组合连接方法。•（4）DT合金的应用•DT合金性能优越，越来越多的用来制造冷镦模具、冷挤压模具，冲裁模具、拉探模具等。使用效果良好。据不完全统计，在定转子冲裁模、落料模方面，DT合金比W18Cr4V、Cr12MoV模具的使用寿命至少提高6~30倍;在民用五金行业的冷镦模、拉深模方面，DT合金窦立Cr12模具寿命提高10~32倍，从而使成本大幅降低。DT合金价格比合金钢贵几倍，小批量生产时技术经济效益不明显。课堂小结•1、GM钢•2、ER5钢•3、特殊用途冷模钢•4、DT合金