冷作模具鋼

冷作模具鋼

冷作模具鋼鍵盤側重硬度、耐磨性。含碳量高,合金元素以增加淬透性,提高耐磨性為主。 冷作模具鋼包括製造沖截用的模具(落料沖孔模、修邊模、沖頭、剪刀)、冷鐓模和冷擠壓模、壓彎模及拉絲模等。冷作模具鋼與刃具鋼相比.有許多共同點。用途:用於製造斷面較大、形狀複雜、耐磨性要求高、承受較大衝擊負荷的冷作模具,如冷切剪刀、切邊模、滾邊模、量規、拉絲模、搓絲板、螺紋滾模、形狀複雜的沖孔凹模、鋼板深拉伸模,以及要求高耐磨的冷沖模和沖頭等。模具的工作部分承受很 大的壓力、彎曲力、衝擊力及摩擦力。因此,冷作模具的正常報廢原因一般是磨損.也有因斷裂、崩力和變形超差而提前失效的。

特點

真空脫氣精煉鋼,內質純淨

機械加工性良好(切削性較SKD1提高20%)

淬透性良好,空冷淬硬(不易出現淬裂)

耐磨性極為優異(可用作不鏽鋼及高硬度材的沖裁模)

韌性良好

用途

用途 使用硬度 用途 使用硬度

沖裁模 HRC58~62 高級量規 HRC60~65

成形軋輥 HRC58~63 搓絲輥 HRC60~63

十字槽頭螺釘成形模 HRC57~62 冷擠壓制模壓力機用原陽模 HRC58~65

拉伸模 HRC58~63 冷鐓模 HRC58~62

剪刀 HRC50~65 熱固性樹脂成形用模 HRC56~61

工作條件及性能要求

綜述

冷作模具鋼冷作模具鋼

冷作模具鋼在工作時.由於被加工材料的變形抗力比較大,模具的工作部分承受很

大的壓力、彎曲力、衝擊力及摩擦力。因此,冷作模具的正常報廢原因一般是磨損.也有因斷裂、崩力和變形超差而提前失效的。

冷作模具鋼與刃具鋼相比.有許多共同點。要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗彎強度和足夠的韌性,以保證衝壓過程的順利進行、其不同之處在於模具形狀及加工藝複雜.而且摩擦面積大.磨損可能性大.所以修磨起來困難。因此要求具有更高的耐磨化模具工作時承受衝壓力大.又由於形狀複雜易於產生應力集中,所以要求具有較高的韌性;模具尺寸大、形狀複雜.所以要求較高的淬透性、較小的變形及開裂傾向性。總之,冷作模具鋼在淬透性、耐磨性與韌性等方面的要求要較刃具鋼高一些.而在紅硬性方面卻要求較低或基本上沒要求(因為是冷態成形),所以也相應形成了一些適於做冷作模具用的鋼種,例如,發展了高耐磨、微變形冷作模具用鋼及高韌性冷作模具用鋼等。下面結合有關鋼種選用進一步說明。

Cr12

性能:高碳、高鉻類型萊氏體鋼,具有較好的淬透性和良好的耐磨性。由於鋼中碳質量分數最高可達2.30%,從而鋼變得硬而脆,所以衝擊韌性較差,幾乎不能承受較大的衝擊荷載,易脆裂,而且易形成不均勻的共晶碳化物。

用途:用於製造受衝擊荷載較小,且要求高耐磨性的冷沖模和沖頭,剪下硬且薄的金屬的冷切剪刃、鑽套、量規、拉絲模、壓印模、搓絲板、拉延模和螺絲滾模等。

生產品種:熱軋材、冷拉材、鍛材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。

Cr12Mo1V1

性能:高碳、高鉻類型萊氏體鋼,無特殊要求時鑽不作為必加元素。由於鉬和釩的含量比Cr12高,故鋼的組織和晶粒度進一步細化,提高了鋼的淬透性、強度和韌性,使鋼的綜合性能更好。

用途:用於製造要求高耐磨性的大型複雜冷作模具,如冷切剪刀、切邊模、拉絲模、搓絲板、螺紋滾模、滾邊模和要求高耐磨的冷沖模和沖頭等。

生產品種:熱軋材、鍛材、冷拉材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。

Cr12MoV

性能:高碳、高鉻類型萊氏體鋼,具有良好的淬透性,截面尺寸在400mm以下可以完全淬透,且具有很高的耐磨性,淬火時體積變化小。其碳含量比Cr12鋼低很多,且加入了鉬、釩,因此,鋼的熱加工性能、衝擊韌性和碳化物分布都得到了明顯改善。

用途:用於製造斷面較大、形狀複雜、耐磨性要求高、承受較大衝擊負荷的冷作模具,如冷切剪刀、切邊模、滾邊模、量規、拉絲模、搓絲板、螺紋滾模、形狀複雜的沖孔凹模、鋼板深拉伸模,以及要求高耐磨的冷沖模和沖頭等。

模具鋼模具鋼

生產品種:熱軋材、鍛材、冷拉材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。

Cr5Mo1V

性能:合金含量中等,由於含有鉬和釩,所以鋼的淬透性良好,碳化物分布均勻,具有一定的衝擊韌性和較好的耐磨性。

用途:用於製造定型模、鑽套、冷沖模、沖頭、切邊模、螺紋滾模、搓絲板和量規等。

生產品種:熱軋材、鍛材、冷拉材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。

9Mn2V

性能:綜合力學性能比碳素工具鋼好,具有較高的硬度和耐磨性,淬透性很好,淬火時變形較小。由於鋼中含有一定量的釩,細化了晶粒,減小了過熱敏感性。碳化物不均勻性比CrWMn鋼好。

用途:用於製造各種精密量具、樣板,以及一般要求的尺寸較小的沖模、冷壓模、雕刻模、料模、剪刀、絲錐、板牙和鉸刀等。

生產品種:熱軋材、鍛材、冷拉材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。

根據需方要求可供應中小規格的模組。

CrWMn

性能:具有較高的淬透性,由於加入1.20%%26mdash;1.60%(質量分數)鎢,形成碳化物,所以在淬火和低溫回火後具有一定的硬度和耐磨性。鎢有助於保持細小晶粒,從而使鋼具有較好的韌性,該鋼對形成網狀碳物比較敏感,而且這種碳公物網使工具刃部有剝落的危險。

用途:使用較為廣泛的冷作模具鋼。用於製造量具,如板牙、塊規、樣柱和樣套,,以及形狀複雜的高精度沖模等。

生產品種:熱軋材、鍛材、冷拉材、冷拉鋼絲、銀亮鋼絲、熱軋鋼板、冷軋鋼板。

9CrWMn

性能:低合金冷作模具鋼,具有一定的淬透性和耐磨性,淬火變形較小,碳化物分布均勻且顆粒細小。

用途:用於製造截面不大的,而形狀較複雜的冷沖模,以及量規、樣板等量具。

生產品種:熱軋材、鍛材、冷拉材、冷拉鋼絲、冷軋鋼板。

Cr4W2MoV

性能:新中型合金冷作模具鋼,性能較穩定,與高合金冷作模具鋼Crl2、Crl2MoV相比,用其製成的模具使用壽命明顯提高。該鋼的共晶碳化物顆粒細小,分布均勻,具有較高的淬透性和淬硬性,以及較好的耐磨性和尺寸穩定性。但鋼的熱加工溫度範圍較窄,變形抗力較大。

用途:用於製造各種沖模、冷鐓模、落料模、拉延模、冷擠壓凹模和搓絲板等。

生產品種:熱軋材、鍛材。

根據需方要求可供應小規格模組。

6Cr4W3Mo2VNb

性能:高韌性冷作模具鋼,其化學成分接近高速工具鋼的基體成分,屬於一種基體鋼。因此,它具有高速工具鋼的高硬度和高強度。又因該鋼沒有過剩的碳化物,所以具有較高的韌性和疲勞強度。該鋼含有0.20%%26mdash;0.35%(質量分數)的鈮,使晶粒細化,並提高晶粒精化溫度,從而提高了鋼的韌性,改善了其工藝性能。

用途:用於製造冷擠壓模具、冷鐓模、螺釘沖頭、冷沖模、拉延模和搓絲板等。

生產品種:熱軋材、鍛材。

根據需方求可供應部分扁鋼或其他條鋼。

6W6Mo5Cr4V

性能:低碳高速工具鋼類型的冷作模具鋼,其淬透性好,並具有類似高速工具鋼的高硬度、高耐磨性、高強度等綜合性能,還具有比高速工具鋼韌性好的特性。用該鋼製造的冷擠壓模壽命較長。因鋼中鉬含量較高,其熱加工溫度範圍稍窄,變形抗力較大。此鋼易脫碳。

用途:用於製造冷擠壓凹模和上下沖頭等。

生產品種:熱軋材、鍛材。

性能比較

常用冷作模具鋼性能比較

鋼號 工作硬度 耐磨性 韌度 淬火不 變形性 淬硬深度 可加工性 脫碳 敏感性
Cr12 58~64 較差 較小
Cr12MoV 55~63 較差 較差 較小
9Mn2V 58~62 中等 中等 較好 較淺 較好 較大
CrWMn 58~62 中等 中等 中等 較淺 中等 較大
9SiCr 57~62 中等 中等 中等 較淺 中等 較大
Cr4W2MoV 58~62 較好 較差 中等 較差 中等
6W6Mo5Cr4V2 56~62 較好 較好 中等 中等 中等
W18Cr4V2 60~65 較差 中等 較差
W6Mo5Cr4V2 58~64 中等 中等 較差 中等
CrW2Si 54~58 較好 較好 中等 中等 中等
T10A 56~62 較差 中等 較差
9SiCr 58~62 中等 中等 較差 較淺 中等
Cr2 58~62 中等 中等 中等 較淺 較好 較大
7Cr7Mo2V2Si 57~62 較好 較好 中等 較差 較小
5CrNiMo 47~51 中等 較好 較深 中等
60Si2Mn 47~51 57~61 中等 中等 較差 較深 較好 極大
65Mn 47~51 57~61 中等 中等 較差 較深 較好 極大
40Cr 45~50 中等 中等 中等

兩者區別

冷作模具鋼與熱作模具鋼成分區別

冷作模具鋼側重硬度、耐磨性。含碳量高,添加合金元素以增加淬透性,提高耐磨性為主。

熱作模具鋼對硬度要求適當,側重於紅硬性,導熱性,耐磨性。因此含碳量低,合金元素以增加淬透性,提高耐磨性、紅硬性為主。

失效形式

冷作模具鋼的失效形式

脆性斷裂失效

主要是模具存在冶金缺陷,如帶狀組織和網狀碳化物;工藝缺陷,如晶粒粗大,表面磨削燒傷,粗糙刀痕,回火不足等;或因工作過程操作不當發生超載,容易發生早期脆斷失效。早期脆斷的模具壽命很短,一般加工工件不超過數千件,有的壽命甚至只有幾十次至幾百次。脆性斷口平齊,顏色一致。

疲勞斷裂失效

主要是由於循環應力所造成的,其斷裂過程要比脆斷失效緩慢得多,其模具壽命在5000-10000次以上。疲勞斷裂連線埠呈現不同區域,可看到疲勞源、疲勞擴展區和快速斷裂區。疲勞斷裂常見於各種重載模具,如冷擠壓模。由於重載模具在施壓變形過程中,模具表面的瞬時溫度可達200-300℃,造成溫度循環,因而加速了疲勞裂紋的蒙山。

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