冷變形模具鋼的選材與熱處理

冷變形模具鋼的選材與熱處理
要有新的突破，要在強韌化處理上作文章，在采用新的軋輥用鋼也要有新的突破。目前在高速軋機的工作輥何傳動輥有采用D2(Cr12MOv；Cr12Movco)和5H12(5Cr5MovSi)等。作者認為要根據接觸擠壓疲勞應力和摩擦磨損的觀點去選用工作輥的材料，同抗斷帶來事故的能力去選用傳動輥的材料。

  2.2低變形變形模具鋼
  1）Mn-Cr-W系，這是各國通用的綜合性能優良的代表鋼種，以CrMn為代表鋼。此鋼具有熱處理變形小，耐磨性能較高的特點，具有較高的淬透性和韌性。用CrWMn鋼制作的模具，如采用合理的熱處理工藝，控制和調節好，淬火時造成的熱應力和組織應力，減少變形完全可以替代工廠常用的Cr12制作的落料模具。
  2）Mn系，9Mn2V是我國作為CrWMn，9CrSi等的代用鋼，可用于制造冷沖模、落料模、剪刀、彎曲模。
  3）SiMnMo系石墨鋼，特點是含Si量高，在強烈的石墨化元素Si的作用下，部分碳是石墨化狀態存在，使鋼具有自潤作用，具有較高的抗咬合性，良好的切削性和耐磨性，熱處理變形小，尺寸穩定。SiMnMo鋼，用于制作表面質量要求嚴格的彎曲、拉伸、整形沖模能顯著提高沖件的質量。

  2.3高耐磨微變形冷變形模具鋼
  以Cr12Mov型為代表，這是國內外*廣泛采用的高性能冷變形模具鋼。Cr12Mov是改進Cr12鋼，碳含量過高，造成嚴重的大塊狀碳化物不均勻的缺點。Cr12Mov鋼的特點是具有高的耐磨性、淬透性，是微變形冷沖裁模，冷鐓模的主要材料目前一般工廠中仍廣泛使用Cr12鋼，改材料具有高的硬度，高耐磨性，高淬透性，尤其是熱處理后變形微小，鉗加工時銼削性能好，在用于沖裁成型模、拉伸模等模具上仍獲得廣泛使用。但Cr12材料得嚴重碳化物不均勻和形成大塊狀碳化物得分布，成為模具在使用中造成崩韌、開裂、折斷過早失效得根源。根據作者的實踐經驗，如一些落料沖模具使用貝氏體和殘奧加碳化物的混合組織，使用壽命將有明顯提高。如表2所示為落料模Cr12材料采用下貝氏體等溫處理與普通淬火處理的使用次數比較表。

  2.4高強度冷變形模具鋼
  通常有高速鋼W18Cr4和W6Mo5Cr4v2組成。用于冷擠壓沖模和重載荷冷鐓沖模，中厚鋼（10-25m/m）沖孔沖頭和直徑小于5—6m/m的小沖頭。如鏈條內外片沖孔用的小沖頭，采用高速鋼經低溫加熱淬火的熱處理工藝。W18Cr4V(1220℃-1250℃加熱淬火)，W6Mo5Cr4V2(用1170℃-1190℃) 經低溫加熱淬火處理的模具有高的塑性變形抗力，有高的硬度和耐磨性；有足夠的刃性，實踐證明經低溫淬火的沖頭，可顯著地提高壽命，大大減少沖頭折斷事故。

  2.5高強韌性冷變形模具鋼
  有些冷擠模和冷鐓模需承受高的強度和高的沖擊韌性，而普通的高速鋼和高碳鉻剛制件易于脆斷或折斷，模具需要有高的強韌配合，具體分為兩類：

  1）將碳高速鋼：將W系或Mo系的高速鋼含碳量降低為0.5—0.6%，增加處理后鋼的韌性。如6W6Mo5Cr4V2,具體熱處理工藝為淬火加熱溫度1160—1180℃，冷卻后經550—570℃三次回火，硬度為Rc60-63，用于冷擠壓沖頭或冷鐓沖頭可成倍的提高使用壽命。

  2）基體鋼：基體鋼是改善高速鋼韌性的另一個途徑，與高速鋼相比，基體鋼的過剩碳化物很少，碳化物的顆粒細小，分布均勻所以沖擊韌性、疲勞強度均好于高速鋼，同時保持了好的耐磨性。我國研制成功并推廣應用的基體鋼。如65Nb、CG-2、012Al（如表3所示）。

  以上三種基體鋼適於形狀復雜，沖擊負荷較大，韌性要求高的冷變形模具。其他還有些特殊的模具鋼，如易切削冷模鋼8Cr2S(8Cr2MnMovS),除于塑料模具較多。

  3）高強韌耐磨的新型模具鋼7CrMo2V2Si，簡稱LD。

  LD是以美國**鋼為基礎，調整了合金元素量