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热作模具钢与塑料模具钢

 热作模具钢的开发情况

1、常用的热作模具钢

1)热锻模 

主要牌号:           

   5CrNiMo(大中型锻模);         

   5CrMnMo(小型锻模)。

不足: 

   用于更大截面或更高温度时,淬透性、热稳定性、热疲劳性及耐磨性不够。

2)热压模、压铸模  

主要牌号:3Cr2W8V。 

不足:高温强度较高,但钢的热疲劳性较差,韧性也不高。

 2、新型热作模具钢 

1)大截面热锻模具钢

(1)主要钢号: 

     45Cr2NiMoVSi(简称45Cr2)

     5Cr2NiMoVSi(简称5Cr2)

     3Cr2MoWVNi、3Cr2MoVNi(代号B2)

(2)45Cr2和5Cr的特点: 

① 淬透性高 

    既含有较高的Cr和Mo,又加入了少量的V,使 CCT曲线上的高温转变区上移,低温转变区显著右移,提高淬透性。

② 高温性能提高 

具有二次硬化能力; 

高温强度比5CrNiMo钢高50%;

热稳定性高出100~150℃;

冲击韧性则相当。 

热磨损性、热疲劳性及抗热裂纹扩展的能力也强于5CrNiMo。

③ 寿命提高 

   用于12000t以下机械压力机模具及16t以下模锻模具,模具的使用寿命是5CrNiMo钢制造的同种模具寿命的几倍。

2)中小热锻模具钢 

(1)问题 

模具的表面温度可达600℃以上,5CrMnMo和5CrNiMo的高温强度不能满足要求。

3Cr2W8V钢的高温韧性及热疲劳性能较差。

(2)新钢种 

     2Cr3Mo3VNb

     3Cr3Mo3VNb 

     4Cr3Mo3W4VNb(代号GR)

(3)2Cr3Mo3VNb、3Cr3Mo3VNb特点: 

 ① 加入3%Mo,提高淬透性、热稳定性、防止回火脆性的能力。 

 ② 加入V和Nb,细化晶粒,降低过热敏感性。

 ③ 高温强度高、热稳定性好、塑性韧性好、冷热疲劳性、热磨损性能好。

 ④ 用于制造不锈钢(2Crl3)等热锻模,轴承凹模和辊锻模,效果显著。

(4)4Cr3Mo3W4VNb(代号GR)特点: 

 ① 除Cr、Mo、V和Nb外,又加入了4%W,高温强度和热稳定性进一步提高;

 ② 且具有良好的冷热疲劳性能;

 ③ 适用于制造工作温度600-700℃的浅型腔中小锻模,也可用于铜合金热挤压模具。

3)压铸模具钢 

(1)3Cr2W8V的问题 

冷热疲劳性能较差;

模具的使用寿命不高。

2)新材料 

   4Cr3Mo2MnVNbB(代号Y4)

   4Cr5Mo2MnVSi(代号Y10)

① 4Cr3Mo2MnVNbB(代号Y4) 

     ——针对铜合金压铸模具而研制

特点 

    通过合理的成份配比,使其在达到高的热强性及热稳定性的同时,又保持了良好的韧性和塑性、抗冷热疲劳性能、

使用寿命明显高于3Cr2W8V。 

应用 

    铜合金压铸模、热挤压和中小热锻模具。

② 4Cr5Mo2MnVSi(代号Y10) 

     ——针对铝合金压铸模具而研制

特点 

    具有抗冷热疲劳性能好、热处理变形小、抗铝溶损性能好等优点,模具的使用寿命比3Cr2W8V钢提高一倍以上。

应用 

    铝合金压铸模、工作温度在600℃以下的中小热锻等模具。

4)铜、铝型材热挤压模具钢 

(1)工况  

穿孔针、底模等长时与高温铜坯接触、工况较苛刻。 

用3Cr2W8V或4Cr5Mo5VSi钢,模具的使用寿命一直较低。

 

(2)4Cr3Mo2NiVNbB(代号HD)钢: 

 ① 除加入3%Mo外,又增加了1% Ni,进一步提高了钢的韧性和塑性。  因此,其断裂韧性比3Cr2W8V钢高30%,使用寿命提高一倍。 

 ② 并在轴承环热挤冲头和凹模、汽门挤压底模上成功应用。

 

(3)4Cr3Mo2MnVNbB(代号Y4)钢: 

   制造铜合金挤压模底模和穿孔针顶头,模具的使用寿命也比3Cr2W8V钢制造的模具提高一倍以上。

5)高温玻璃模具钢 

(1)性能要求 

优良的抗高温氧化性能和冷热疲劳性能;

良好的耐腐蚀性能;

足够高的强度;

良好的抛光性能;

易于脱模。

(2)常用材料 

    铸铁、合金铸铁或3Crl3不锈钢制造。 

(3)新材料  

    GY(代号)高温玻璃模具钢

成分:该钢是Si-Cr-Mo系预硬钢。

性能: 

    具有良好的冷热疲劳性能,优异的抗氧化性能,优良的抗热触性能和较高的玻璃粘附温度。

应用: 

    尤其适用于制造玻璃熔化或成型温度较高、表面质量要求高的玻璃制品模具。

3.塑料模具钢的开发情况 

1)国内发展情况: 

     滞后、到目前为止仍未成完整系列的钢种。   

2)常用的塑料模具钢: 

     45、40Cr; 

     T10A、GCrl5、CrWMn; 

     5CrNiMo、5CrMnMo、Cr12、Crl2MoV等作补充。

3)新型塑料模具钢: 

(l)预硬化型塑料模具钢  

特点: 

    中碳低合金钢,在调质(HRC3O-40)后切削加工成型,直接使用。 

应用: 

    主要用于制造复杂、精密和长寿命的大、中型塑料模具。

牌号: 

    3Cr2Mo、5CrNiMnMoVSCa(简称5NiSCa)、8Cr2MnWMoVS(简称8Cr2)等。   

例、3Cr2Mo(国内较早开发、目前已在生产) 

工艺:  

    预硬处理:850~880℃淬火+580~640℃回火,

    预硬至HRC28~35的硬度,然后再进行切削加工。

应用: 

    制造大、中型精密塑料模具,如电视机、洗衣机壳体等塑料模具,并已获得较大量应用。 

    另外,也可用于制造锌合金压铸模具。

(2)时效硬化型塑料模具钢 

钢号: 

    10Ni3MnCuAl(代号PMS)、25CrNi3MoAl、Y20CrNi3AlMnMo(代号SM2)、 06Ni6CrMoVTiAl(简称06)等。

特点: 

    低碳,含Ni、Al、Ti、Cu、Mo等合金元素;固溶后硬度较低(一般HRC ≤32),易切削,再经低温时效处理,获得使用性能,模具变形很小。

 

应用:所以适用于制造高精度、复杂的热塑 性模具。      

例、10Ni3MnCuAl,代号PMS 

工艺:经850士 20℃固溶后,硬度为HRC30~33;经 500℃左右时效后,弥散析出硬化相Al3Ni,基体硬度随之上升至HRC38~43。

    具有优良镜面加工性能,模具表面粗糙度可达Ra0.05μm。 

应用:适用于制造要求高镜面、高精度的各种热塑性塑料制品模具,如光学仪器:镜片模具,磁带内外壳和电话机、石英钟、车辆灯具等塑料壳体模具。

(3)耐蚀塑料模具钢  

性能要求: 

    生产聚氯乙稀、氟化塑料、阻燃塑料等的模具需耐氟、氯等卤族元素气体的腐蚀,镀铬或采用耐腐蚀钢。 

耐腐蚀塑料模具钢: 

    OCrl6Ni4Cu3Nb(代号PCR)—马氏体沉淀硬化不锈钢:1050℃固溶(空冷)→板条马氏体(HRC32~35【 浏览次数: 】 【 加入时间:2014-07-24 14:23:52 】 【 关闭本页 】