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热作模具钢的评估及选用
来源:szfuquan.com.cn  阅读量:1369

随着高效,高速,高强度,大吨位机械化,自动化加工和成型设备以及诸如热锻模,热挤压模,热模和压铸等复杂工艺的发展对于模具,强度,冲击韧性,红色硬度和耐磨性提出了更高的要求。目前,使用普通热作模具钢和普通热处理工艺已不能满足生产需要,特别是冲击韧性易开裂,红色硬度低,易塌陷,材料的耐磨性高。高湿时温度不高,导致模具的使用寿命大大降低,严重影响了先进热成型工艺的进一步发展。因此,提高和提高热作模具钢的韧性和红色硬度,延长模具的使用寿命越来越重要。

多年的数据统计表明,任何一种模具产品的成本比为:模具材料成本占35%,模具加供应费(机械切削和热处理)占50%,其中第一二零件的成本严重影响零件加工的生产成本,因此应仔细选择合理的模具材料。

模具材料的性能,材料的质量,因素的合理使用等与模具的制造精度,产品的质量,工作负荷能力密切相关,寿命和成本。因此,在设计和制造模具的过程中,应综合考虑诸如模具类型(特定使用场合),生产批次,要制造的材料以及工件的复杂性等因素。选择。对于模具材料本身,必须考虑其机械性能,耐磨性,耐热性,耐腐蚀性,热变形,可淬性,机械加工以及材料价格和可用性。

目前,任何高质量的材料和新型模具材料都难以满足所有性能要求,因此只能根据实际使用条件选择最佳的模具材料来满足主要性能条件。

为解释具体问题,影响模具寿命的因素如下:

热作模具钢主要用于锤锻模,压锻模,热挤压模和压模的制造,其工作条件差异很大。

影响热作模具工作条件的主要因素是:

1。锻造设备的结构和特点锻锤(空气锤,蒸汽锤,无砧锤,高速锤等)

在工作过程中会产生巨大的冲击能量,这会在模具型腔中形成热毛坯。因此,锤锻模在高湿,高压,高速冲击载荷下工作。压力机(曲轴机械压力机,摩擦压力机,液压压力机,液压压力机)的加载速度远低于锻锤的加载速度。因此,压模上的载荷接近静载荷。

2。空白材料的性质

由于金属材料的不同,它们的熔点和锻造加热温度也有很大差异,因此模具的工作条件也有所不同。

3。模具的润滑和冷却方法

在金属的塑性成型中,使用合适的润滑剂可以降低摩擦系数并降低变形抗力,通常为30%到40%,这有助于减少模具的磨损并防止模具从打破。危险的。同时,为防止模具温度过高,热作模具必须采取冷却措施,生产实践证明正确有效的冷却可以提高模具的使用寿命。

4。模具的结构和制造质量

模具的结构设计和型腔的几何形状对金属成形压力和模具寿命有很大影响。为了提高模具的寿命,通常使用各种形式的组合模具。模腔的表面粗糙度对耐疲劳性和摩擦也有很大的影响。

5。合理使用模具

热作模具的使用与冷作模具的区别很大,冷作模具在使用前必须对模具进行预热。生产实践证明,这项工作非常重要。如果不注意模具的合理使用,将大大降低模具的使用寿命。

根据实际生产中的相关数据,热作模具的使用在各个企业中是普遍使用的,总结如表1所示。该表列出了钢种,主要特性,热处理硬度和用途常用于热作模具。

表1常用钢种,热作模具的主要特性和用途

钢号

主要功能

硬度HRC

使用

5CrNiMo

合金元素含量低,高淬透性,良好的韧性,强度和耐磨性但易于出现白点的热作模具钢

4448

适用于制造形状复杂,冲击负荷大,工作温度低,边长大于400mm的各种大中型锤锻模和修边模。

5CrMnMo

除了淬透性和抗热疲劳性外,该钢与5CrNiMo具有相似的性能。

4448

适用于制造边长≤400mm的中型锤锻模,即热切模

SCrMnMoSiV

由于添加了合金元素,提高了回火性和淬透性,使用寿命远高于上述两种材料,但韧性不如5CrNiMo

4449

适用于制造中小型锻模,但不适用于制造大型锤锻模

3Cr2W8V

钢包含更多的碳化物和钨元素,这些元素易于形成碳化物,并且具有良好的淬透性。在高温(600-700°C)下具有较高的强度,硬度和热疲劳性能,但强度和可塑性较差

48

用于生产具有高温,高应力和低冲击负荷的冲模。例如制造压铸模具,热挤压模具,精密锻造模具和有色金属成型模具等。

4Cr5MoSiV(H11)

气冷硬质模具钢,具有良好的耐热强度,高耐磨性和良好的中温疲劳性能,热处理变形小

5357

用于制造铝合金压铸模,热挤压模,穿孔工具,心轴,压力锻模

4Cr5MoSiV(H13)4Cr5W2SiV

风冷硬质模具钢,具有高强度和硬度,高耐磨性和韧性,并且在高温(600°C)下具有良好的热疲劳性

5355

用于制造锤锻模,热挤压模和心棒,压力机模,精密锻模和嵌件,铝,铜合金压铸模,高速锤锻模

3Cr3Mo3VN6(HM3)

新型高强度和高韧性热作模具钢。该钢具有低碳含量,以增加热导率并改善热疲劳寿命。钼,钒和铌合金元素形成碳化物,并且高熔点允许细晶粒增加钢的热强度。

4752

用于制造精密的锻模,例如用于航空喷气发动机的难变形合金和高温合金

4Cr3Mo2MnVB(ER8)

具有更高的韧性,抗冷热疲劳性,抗热震性和抗回火软化性的风冷硬作模具钢(H10改性钢)

4248

用于制造铜和铝合金压铸模具,大型热挤压模具和热冲压零件冲头

4Cr5Mo2MnVN6B(Y4)

新型热作模具钢。高热强度,热稳定性,韧性,导热性和可加工性

4950

用于制造铜和铝合金压铸模具,可以代替3Cr2W8V钢来代替中小型压铸模具,热背压模具和其他模具

4Cr5Mo2MnVSi(Y10)

新型热作模具钢。其化学成分类似于H13钢,并且具有良好的淬透性。钼和钒合金元素对晶粒细化有很大作用,改善了导热性和回火稳定性。

5051

用于铝合金压铸模具中,用于马达端盖,摄像机外壳,汽车变速箱盖等。

6Cr4Mo3Ni2WV(CG2)

冷热基本钢,具有广泛的热处理工艺,无淬火倾向,在高温下具有高强度,韧性,耐磨性和耐热疲劳性

5153

用于制造热冲压模具,热挤压模具,高速锻造模具,精密锻造齿轮模具和嵌件等。

8407(瑞典)

无论尺寸和韧性如何,钢都具有高纯度,细晶粒和良好的各向同性。高温强度,抗热应力疲劳性能,良好的淬透性和热处理尺寸稳定性

3238

用于制造锌,铝,铅压铸模具和烟嘴

简而言之,热铸模使用寿命的重要因素与铸模材料的化学成分以及钢的强度,韧性,耐磨性和热稳定性有关,并且与冶金学也有很大关系。质量。因此,为了提高模具的使用寿命,作为制造业,有必要正确设计模具结构,准确制造模具零件,合理使用模具及其热处理工艺,同时选择根据实际生产需要选择合适的优质钢材,并通过合理的热处理工艺选择,可以充分利用模具材料的各种性能,提高模具的使用寿命。

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