热作模具钢的成分

热作模具钢

1、热作模具的工作条件热作模具包括锤锻模、热挤压模和压铸模三类。如前所述。热作模具工作条件的主要特点是与热态金属相接 触、这是与冷作模具工作条件的主要区别。因此会带来以下两方面的问题：

（1）模腔表层金属受热。通常锤锻模工作时。其模腔表面温度可达 300~400 ℃以上热挤压模可达 500 一800℃以上；压铸模模腔温度与压铸材料种类及浇注温度有关。如压铸黑色金属时模腔温度可达1000℃以上。这样高的使用温度会使模腔表面硬度和强度显著降低，在使用中易发生打垛。为此。对热模具钢的基本使用性能要**热塑变抗力高，包括高温硬度和高温强度、高的热塑变抗力，实际上反映了钢的高回火稳定性。由此便可以找到热模具钢合金化的**种途径，即加入CR、 W 、 Si 。等合金元素可以提高钢的回火稳定性。

（2）模腔表层金属产生热疲劳（龟裂）。热模的工作特点是具有间歇性。每次使热态金属成形后都要用水、油、空气等介质冷却模腔的表面。因此。热模的工作状态是反复受热和冷却，从而使模腔表层金属产生反复的热胀冷缩，即反复承受拉压应力作用。其结果引起模腔表面出现龟裂，称为热疲劳现象，由此，对热模具钢提出了**个基本使用性能要求。即具有高的热疲劳抗力。一般说来，影响钢的热疲劳抗力的因素主要有：

①钢的导热性。钢的导热性高，可使模具表层金属受热程度降低，从而减小钢的热疲劳倾向性。一般认为钢的导热性与合碳量有关，含碳量高时导热性低，所以热作模具钢不宜采用高碳钢。在生产中通常采用中碳钢（C0.35~0.6%）合碳量过低。会导致钢的硬度和强度下降。也是不利的。

②钢的临界点影响。通常钢的临界点（ Acl ）越高。钢的热疲劳倾向性越低。因此。一般通过加入合金元素 CR 、 W 、Si、引来提高钢的临界点。从而提高钢的热疲劳抗力。

常用热作模具用钢

（1）锤锻模用钢。一般说来，锤锻模用钢有两个问题比较突出一是工作时受冲击负荷作用。故对钢的力学性能要求较高，特别是对塑变抗力及韧性要求较高；二是锤锻模的截面尺寸较大（＜400MM）故对钢的淬透性要求较高，以保证整个模具组织和性能均匀。 常用锤锻楼用钢有 5CRNIMO 、 5CRMNMO 、5CRNIW 、5CRNITI 及 5CRMNMOSIV 等。不同类型的锤眼模应选用不同的材料。对特大型或大型的锤锻模以5CRNIMO 为好。也可采用5CRNITI 、 5CRNIW 或 5CRMNMOSI 等。对中小型的锤锻模通常选用 5CRMNMO钢。 （2）热挤压模用钢，热挤压模的工作特点是加载速度较慢，因此，模腔受热温度较高，通常可达500 一 800℃。对这类钢的使用性能要求应以高的高温强度 （ 即高的回火稳定性）和高的耐热疲劳性能为主。对Ak及淬透性的要求可适当放低。一般的热挤压模尺寸较小，常小于 70~90 MM 。 常用的热挤压模有 4CRW2SI 、3CR2W8V及 5 % CR 型等热作模具钢。其化学成分如表 4.16 所示。 其中4CRW2SI。既可做冷作模具钢，又可做热作模具钢。由于用途不同，可采用不同热处理方法。作冷模时采用较低的淬火温度（ 870-900℃）及低温或中温回火处理；作热模时则采用较高的淬火温度（一般为 950 一 1000 ℃）及高温回火处理。

（3）压铸模用钢。从总体上看，压铸模用钢的使用性能要求与热挤压模用钢相近，即以要求高的回火稳定性与高的热疲劳抗力为主。所以通常所选用的钢种大体上与热挤模用钢相同。如常采用4CRW2SI。和 3CR2W8V 等钢。但又有所不同如对熔点较低 Zn 合金压铸模。可选用 40CR 、 30CRMNSI 及40CRMO 等；对Al 和 Mg 合金压铸模，可选用 4CRW2SI 、 4CR5MOSIV 等对 Cu 合金压铸模。多采用3CR2W8V 钢。