模具工業(yè)的發(fā)展是一個(gè)國工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一.目前.我國的模具技術(shù)及模具壽命與一些工業(yè)發(fā)達(dá)國jia相比.仍存在較大差距。特別是在模具使用壽命上還應(yīng)進(jìn)行更深層次的研究。

　　冷作模具的主要失效形式是斷裂、變形、磨損。冷作模具材料的成分、組織、質(zhì)量及性能對冷作模具的承載能力、使用壽命、加工精度、制造成本等均有很大影響。本文主要介紹冷作模具的發(fā)展現(xiàn)狀.并對代表鋼種進(jìn)行簡要介紹。

　　1.傳統(tǒng)冷作模具鋼

　　我國傳統(tǒng)的冷作模具鋼有CWrMn(低合金工具鋼)、Cr12(高碳高鉻工具鋼)及高速鋼。其中.crWMn鋼具有適當(dāng)?shù)拇阃竘生和耐磨性.熱處理畸變小.但鍛后易形成網(wǎng)狀碳化物：高碳高鉻工具鋼具有高的耐磨性，但其碳化物偏析較嚴(yán)重，特別在規(guī)格尺寸較大時(shí)，反復(fù)墩拔收效不大。m1981年.我國引人國際通用的Cr12Mo1V鋼.與Crl2鋼相比.該鋼的碳化物偏析略有改善.強(qiáng)度與韌性稍有提高.模具的使用壽命亦有不同程度的提高 ：高速鋼W18Crl4有更高的耐磨性和強(qiáng)度。常用于制作模具，但其韌性不能滿足復(fù)雜、大型和受沖擊負(fù)荷大的模具的需要。

　　2.新型冷作模具鋼

　　冷作模具的工作條件要求冷作模具鋼具有良好的耐磨性和足夠的強(qiáng)韌性。鑒于傳統(tǒng)鋼種的缺點(diǎn)，我國也研發(fā)了許多新型的鋼種：

　　2.1低合金冷作模具鋼

　　這類鋼的主要特點(diǎn)是工藝性好、淬火溫度低、熱處理畸變小、強(qiáng)韌性好。并且有適當(dāng)?shù)哪湍バ?如GD(6crMnNiMoVSi)鋼、GH—l(7CrSiMnMoV)鋼、DS(6CrNiWMoV)鋼等。GD鋼中加人了少量Ni.si.既強(qiáng)化了基體又提高了低溫回火抗力.Mo和v的加人可細(xì)化晶粒.用于制造易斷裂的模具有較高的使用壽命。CH一1鋼的成分與日本的SX105V鋼相同，是一種火焰淬火鋼.常用于制造汽車等生產(chǎn)線上用的模具零件，火焰淬火時(shí)，加熱模具刃口切料面，硬化層下有一個(gè)高韌性的基體做襯墊，從而使模具獲得較高的使用壽命。DS鋼是一種抗沖擊冷作模具鋼.其中韌性顯著優(yōu)于常用的高韌性刀片用工具鋼

　　2.2高韌性高耐磨冷作模具鋼

　　此類鋼的主要發(fā)展趨勢是降低高cr鋼cr12的C及cr含量以減少碳化物偏析，提高鋼的韌性：與此同時(shí)提高鎢、鉬、釩等的含量以形成高硬度碳化物以提高耐磨性.從而使其綜合性能優(yōu)于cd2鋼。如SLD10鋼的主要合金元素含量為Cr7.0% 。Mo2.88% ，V 0.38% .Si0.99%，Mn 0.37%，可見成分中不斷降低cr含量及碳含量，與此同時(shí)，提高M(jìn)o、V含量。H這類鋼主要用于冷擠壓模、冷沖模、冷鐓模及高強(qiáng)度螺栓的滾絲模等.都取得了良好的使用效果 GM(9Cr6w3Mo2V2)鋼也是一種高硬度冷作模具鋼，是制作精密、耐磨和高使用壽命冷作模具的新鋼種.屬萊氏體鋼.其主要性能均優(yōu)于Crl2型鋼。此鋼進(jìn)一步的降低了cr的含量而提高了w、v的含量。w、Mo、V的含量提高淬透性、細(xì)化晶粒、強(qiáng)化二次硬化效果。GM鋼在韌性和強(qiáng)度上也優(yōu)于普通的高碳高鉻鋼及高速鋼.硬度指標(biāo)高于基體鋼及高碳高鉻鋼.抗彎強(qiáng)度和壓縮屈服點(diǎn)遠(yuǎn)高于高鉻鋼.其中抗彎強(qiáng)度高出約70%。

　　2.3火焰淬火冷作模具鋼

　　7CrMnSiMnMoV應(yīng)用為普遍.其特點(diǎn)是淬火溫度范圍寬、淬透性較高及火焰淬火方便易行。用其制造大型、復(fù)雜的冷作模具。其可用于模具刃口部位.經(jīng)氧一乙炔火焰加熱到淬火溫度.然后空冷即達(dá)到淬硬目的。變形小，不需經(jīng)過其他加工。淬火處理的模具與碳索工具鋼、低合金模具鋼相比。具有較長的使用壽命.并可使模具生產(chǎn)周期縮短30%，成本降低lO%一20%，熱處理節(jié)約能源80%左右，為沖模制造工藝實(shí)現(xiàn)高效、低成本、節(jié)能開辟廠新途徑。

　　2.4粉末冶金高耐磨冷作模具

　　粉末冶金技術(shù)的發(fā)展和熱等靜壓的應(yīng)用使得無偏析粉末高速鋼的生產(chǎn)和使用成為現(xiàn)實(shí)。該類鋼的主要特點(diǎn)是強(qiáng)韌性、可磨削性、等向性、熱處理工藝性都優(yōu)于一般高速鋼.并有比較高的使用壽命?？?耐磨性(高硬度)與耐沖擊性(高韌性)歷來是冷作模具鋼的一對主要矛盾，常規(guī)生產(chǎn)工藝難以生產(chǎn)的超高碳、高合金(尤其是高釩含量)、高耐磨性的模具鋼.以及碳基碳化鈦粉末冶金等，粉末冶金技術(shù)可以有效地解決耐磨性與耐沖擊性之間的矛盾 但目前此工藝生產(chǎn)成本較高.要廣泛應(yīng)用需降低工藝成本

　　2.5低碳高速鋼

　　低碳高速鋼f如6W6M05Cr4V等油于降低了碳化物的含量和分布均勻性，使其在保持硬度和耐磨性的同時(shí)，抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性和塑性都有顯著提高.雖然耐磨性略低.仍可用低溫氮碳共滲提高表面硬度和耐磨性。哄熱處理工藝：1080—1 180%鹽浴爐加熱(15～20s/mm)油淬，520—560%1~I火2次，硬度57—63HRC。

　　3.結(jié)束語

　　近年來我國冷作模具鋼材料發(fā)展較快.已初步形成了我國的模具鋼系列.其中一些模具材料的性能優(yōu)越.達(dá)到國際先水平。為適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展，應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的模具鋼的強(qiáng)化機(jī)理及失效形式的研究。

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