热作模具钢 5CrMnMo 宝钢

{东莞市特顺金属材料有限公司}(ASP30)(ASP60)(VANADIS-4)(VANADIS-10)(HOTVAR)(168S)(635)(ASSAB88)(ELMAX)(XW-42)(V-4)(S-7)(EM2)(rAMAX2)(POLMAX)(UNIMAX)(NIMAX)(MM40)(MMXL)(ELMXX)(DIEVAR)(1.2711)(1.2316)(1.2316H)(1.2344)(1.2379)(1.2436)(1.2688)(1.2738)(1.0037)(1.1545)(1.2311)(1.2312)(1.2343)(1.2365)(1.2367)(1.2601)(1.2606)(1.2714)(1.2842)(1.2885)(1.3243)(1.3247)(1.3343)(1.4006)(1.4021)(1.4034)(1.4057)(1.4313)(1.4462)(1.4542)(1.4548)(1.5752)(1.5919)(1.6582)(1.6523)(1.7147)(1.592)(1.7176)(1.7225)(1.722)(1.8509)(1.8159)(P20)(2311)(2711)(2738)(2316)(2083)(2767)

模具在使用过程中，与高温工件接触的工作表面被工件加热到钢的沉淀硬化温度(500~600℃)，由于合金碳化物和金属间化合物的析出，工作表面的硬度可上升到45~48HRC，提高了型腔表面的耐磨性模具心部仍保留原有的组织和高韧性，从而提高了模具的使用寿命。如日本日立金属公司的YHD3，大同特殊钢公司的DH76等。c.低碳高速钢和基体钢高速工具钢具有良好的抗回火软化性能和高温硬度，但是其韧性和抗冷热疲劳性能较差。低碳高速钢是将高速钢的碳含量由1%左右降至0．3%0．6%，在牺牲部分红硬性和耐磨性的情况下，提高韧性和抗冷热疲劳性能，如美国ASTM标准钢号H42，我国标准钢号6W6MoSCr4V。基体钢的化学成分相当于淬火后的高速钢基体组织成分，所以淬火后过剩碳化物的数量少，细小均匀，使钢的韧性和抗冷热疲劳性能进一步得到改善。如美国钒合金铁公司的VasooMA(5Gr4W3Mo2V)，我国的6Cr4Mo3W2VNb。这种钢由于综合性能较好，即可以用于热作模具钢，也可以用于制造高性能的冷作模具。

d．奥氏体型热作模具钢，这类钢经固熔时效处理后，在700800℃仍保持较好的强度，如日本日立金属公司的5Mnl8CrlOV2，我国的7Mnl0Cr8Nil0M03V2等。塑料模具钢由原国标中的3Crl2Mo(P20)一个钢号发展成由有以下七大类构成的塑料模具用钢系列：非合金塑料模具钢主要用于制造生产通用型热塑性塑料生产工件批量不大，技术要求不太严格制品模具。如20，45等碳素结构钢和T8，T10等碳素工具钢。预硬型塑料模具钢采用中碳合金钢预先经过淬火和高温回火状态下(硬度为30~40HRC)交货：代表性的钢号如美国的P20，瑞典ASSAB公司的718(3Cr2MnNiMo)，日本大同特殊钢公司的PDS5，我国的3Cr2Mo等。时效硬化型塑料模具钢由于时效温度低，变形小，而且有规律，适用于制造形状复杂，尺寸精度要求高的模具，如美国ASTM标准钢号P21，日本大同特殊钢公司的NAK55(2Ni2A1CuMoS)，NAK80，我国的25CrNi3MoAl等。

渗碳型塑料模具钢一般为C，Si含量很低的低碳钢或低碳合金钢，以保证钢在常温下具有高塑性和很低的变形抗力，以便进行型腔的冷挤压，挤压成型腔后进行渗碳淬火，回火，使模具表面具有高硬度和抗磨损性能，一般用于制造要求耐磨性较高的热固性塑料模具和增强塑料模具。如美国ASTM标准钢号P2(10CrMo)，P3(10CrNi)；我国的20Cr，12CrNi2等。5)整体淬硬型模具钢一般都是借用高耐磨性冷作模具钢及热作模具钢。如Cr5M01V(A2)和Crl2MolVl(D2)等冷作模具钢和4Cr5MoSiVl等热作模具钢。6)耐蚀塑料模具钢有些塑料制品如聚氯乙烯，氟化塑料，阴燃塑料等在压制过程中对模具有腐蚀作用，因此，对此类塑料模具一般采用马氏体不锈钢和沉淀硬化型不锈钢，如瑞典ASSAB公司的STVAX(4Crl3)，我国的研制的PCR(OCrl6Ni4Cu3Nb)等。无磁塑料模具钢为了适应磁性塑料制品的生产，国内外发展了一些无磁塑料模具钢，将奥氏体型模具钢通过时效硬化处理得到要求的硬度强度和低的导磁率，如日本日立金属公司的HPM7，我国的7Mnl5Cr2A13V2WMo等。此外，为了适应塑料模具制造过程中的一些对钢的工艺性能的特殊要求，发展了以下四类专用的特种塑料模具钢种。

镜面磨削用塑料模具钢纯净度，致密度高，材质均匀性好，且淬回火硬度较高。适用于制做光学仪器，电子设备的透明制品。如瑞典材料S136，日本大同特殊钢公司的SSTAR等。非调质型预硬塑料模具钢锻(轧)后直接得到要求的硬度，一般为3040HRC。如我国的3Cr2MnMoVS钢等。高焊接性塑料模具钢此类钢焊接性能很好，可以避免或简化焊前预热或焊后处理工艺，以便模具的堆焊修复工作。如日本大同特殊钢公司开发的PXZ，PX5及NAK55等。易切削塑料模具钢此类钢由于既加人了S等易切元素，又同时加入了Ca等变性剂，所以既改善了钢的切削性能，又抑制了硫对钢的力学性能和热加工性能的不利影响。如日本大同特殊钢公司的NAK55，DHA2F，我国的5NiCaS等。

真空热处理模具钢经真空热处理后有良好的表面状态，变形小。与大气下的淬火比较，真空油淬后模具表面硬化比较均匀，而且略高一些，主要原因是真空加热时，模具钢表面呈活性状态，不脱碳，不产生阻碍冷却的氧化膜。在真空下加热，钢的表面有脱气效果，因而具有较高的力学性能，炉内真空度越高，抗弯强度越高。真空淬火后，钢的断裂韧性有所提高，模具寿命比常规工艺普遍提高40%~400%，甚至更高。冷作模具真空淬火技术已得到较广泛的使用。深冷处理近年来的研究工作表明，模具钢经深冷处理(196℃)，可以提高其力学性能，一些模具经深冷处理后显著提高了使用寿命。

模具钢的深冷可以在淬火和回火工序之间进行，也可在淬火回火之后进行深冷处理。如果在淬火，回火后钢中仍保留有残余奥氏体，则在深冷处理后仍需要再进行一次回火。深冷处理能提高钢的耐磨性和抗回火稳定性。深冷处理不仅用于冷作模具，也可用于热作模具和硬质合金。深冷处理技术已越来越受到模具热处理工作者的关注，已开发出专用深冷处理设备。不同钢种在深冷过程中的组织变化及其微观机制及其对力学性能的影响，尚需进一步研究。

模具的高温淬火和降温淬火一些热作模具钢，如3Cr2W8V，H13，5CrNiMo，5CrMnMo等，采用高于常规淬火温度加热淬火，可以减少钢中碳化物的数量，改善其形态和分布，使固溶于奥氏体中碳的分布均匀化，淬火后可在钢中获得更多的板条马氏体，提高其断裂韧性和冷热疲劳抗力，从而延长模具使用寿命。例如3Cr2W8V钢制的一种热挤压模具，常规淬火温度为1080~1120℃，回火温度为560~580℃。当淬火温度提高至1200℃，回火温度为680℃(2次)，模具寿命提高了数倍。W6Mo5Cr4V2，W18Cr4V高速钢和Cr12MoV等高合金冷作模具钢，可适当降低其淬火温度，以改善其塑韧性，减少脆性开裂倾向，从而提高模具寿命。例如W6Mo5Cr4V2的淬火温度可选用1140~1160℃。

化学热处理能有效地提高模具表面的耐磨性，耐蚀性，抗咬合，抗氧化性等性能。几乎所有的化学热处理工艺均可用于模具钢的表面处理。研究工作表明，高碳及低合金工具钢和中高碳高合金钢均可进行渗碳或碳氮共渗。高碳低合金钢渗碳或碳氮共渗时，应尽可能选取较低的加热温度和较短的保温时间，此时可保证表层有较多的未溶碳化物核心，渗碳和碳氮共渗后，表层碳化物呈颗粒状，碳化物总体积也有明显增加，可以增加钢的耐磨性。W6Mo5Cr4V2和65Nb钢制模具进行渗碳以及65Nb钢制模具真空渗碳后，模具的寿命均有显著提高。采用500~650℃高温回火的合金钢模具，均可在低于回火温度的范围内或在回火的同时进行表面渗氮或氮碳共渗。渗氮工艺目前多采用离子渗氮，高频渗氮等工艺。

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