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我国模具材料与模具热处理的研究进展

2009年11月19日 11:50中国机床商务网点击:3261

  五十年代,我国模具用钢全部因袭国外钢号。进入六十年代,为了节约原材料和提高毛坯精度,少无切削工艺和精密成形技术有了迅速的发展,为了提高生产效率,采用了许多高效压力加工设备,锻锤逐渐被压力机替代。原用模具钢的性能常不能满足服役条件对性能的高要求,影响了模具的使用寿命和压力加工新工艺新设备的推广应用。七十年代末,精密及大型工程塑料制品的使用日益广泛,对塑料模具用钢的需求量急剧增加,对塑料模具钢的性能也提出了新的要求,而我国当时尚无塑料模具专用钢。
 
  六十年代以来,在国家有关部委的支持下,中国科技工作者结合国情,开发出不少新模具钢,其中一些使用性能优异、工艺性能也比较好的新钢种受到模具制造和使用单位的欢迎。在此期间也引进了一些国外通用的钢号,其中有些钢号通过生产试用,取得良好的效果。对一些使用效果较好的冷作模具钢和热作模具钢,有关部门还分别组织了性能对比试验研究,提出了选择和应用的建议。为满足高耐磨、长寿命模具的需要,五十年代末,我国硬质合金有了迅速的发展,同时也开发了多种钢结硬质合金,用做模具取得良好的效果。 本文分为冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢、硬质合金和钢结硬质合金、模具热处理、展望和建议六部份论述。 冷作模具钢 目前我国常用的冷作模具钢仍是低合金工具钢CrWMn和高碳高铬工具钢Cr12MoV及Cr12这些老的钢号。

  CrWMn钢有适当的淬透性和耐磨性,热处理变形小,但CrWMn钢锻后需较严格地控制冷速,并采用适当的热处理,使碳化物呈均匀细小的粒状,分布于基体上,否则易形成网状碳化物,导致模具在使用中的崩刃和开裂。高碳高铬工具钢有高的耐磨性,但其碳化物偏析较严重,导致变形的方向性和强韧性的降低。通过反复镦拨可在一定程度上改善其偏析程度。 1981年,我国引入国际通用的高碳高铬工具钢D2(Cr12Mo1V1)。和Cr12MoV钢相比,D2钢的碳化物偏析较之Cr12MoV略有改善,强度与韧性稍有提高,D2钢制作的模具,其使用寿命亦有不同程度的提高。

  高速钢(主要是W6Mo5Cr4V2和W18Cr4V)有更高的耐磨性和强度,常用于制作模具,但其韧性不能满足复杂大型和受冲击负荷大的模具的需要。 为了改善这类钢的强韧性,我国开发了一些新的冷作模具钢,如: 1低合金冷作模具钢 这类钢的主要特点是工艺性好,淬火温度低,热处理变形小,强韧性好,并具有适当的耐磨性。

  如GD(6CrMnNiMoVSi)、7CrSiMnMoV(简称CH)、DS钢等。GD钢用于制作易崩刃、断裂的冷冲模具有高的使用寿命。CH钢的成分与日本的SX105V钢相同,是一种火焰淬火钢,常用于制做汽车等生产线上用的模具零件,火焰淬火时加热模具刃口切料面,硬化层下又有一个高韧性的基体做衬垫,从而使模具获得较高的使用寿命。DS钢是一种冲击冷作模具钢,其冲击韧性显著优于常用的高韧性刀片用工具钢6CrW2Si。
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