冷变形模具钢的选材与热处理

冷变形模具钢的选材与热处理
要有新的突破，要在强韧化处理上作文章，在采用新的轧辊用钢也要有新的突破。目前在高速轧机的工作辊何传动辊有采用D2(Cr12MOv；Cr12Movco)和5H12(5Cr5MovSi)等。作者认为要根据接触挤压疲劳应力和摩擦磨损的观点去选用工作辊的材料，同抗断带来事故的能力去选用传动辊的材料。

  2.2低变形变形模具钢
  1）Mn-Cr-W系，这是各国通用的综合性能优良的代表钢种，以CrMn为代表钢。此钢具有热处理变形小，耐磨性能较高的特点，具有较高的淬透性和韧性。用CrWMn钢制作的模具，如采用合理的热处理工艺，控制和调节好，淬火时造成的热应力和组织应力，减少变形完全可以替代工厂常用的Cr12制作的落料模具。
  2）Mn系，9Mn2V是我国作为CrWMn，9CrSi等的代用钢，可用于制造冷冲模、落料模、剪刀、弯曲模。
  3）SiMnMo系石墨钢，特点是含Si量高，在强烈的石墨化元素Si的作用下，部分碳是石墨化状态存在，使钢具有自润作用，具有较高的抗咬合性，良好的切削性和耐磨性，热处理变形小，尺寸稳定。SiMnMo钢，用于制作表面质量要求严格的弯曲、拉伸、整形冲模能显著提高冲件的质量。

  2.3高耐磨微变形冷变形模具钢
  以Cr12Mov型为代表，这是国内外*广泛采用的高性能冷变形模具钢。Cr12Mov是改进Cr12钢，碳含量过高，造成严重的大块状碳化物不均匀的缺点。Cr12Mov钢的特点是具有高的耐磨性、淬透性，是微变形冷冲裁模，冷镦模的主要材料目前一般工厂中仍广泛使用Cr12钢，改材料具有高的硬度，高耐磨性，高淬透性，尤其是热处理后变形微小，钳加工时锉削性能好，在用于冲裁成型模、拉伸模等模具上仍获得广泛使用。但Cr12材料得严重碳化物不均匀和形成大块状碳化物得分布，成为模具在使用中造成崩韧、开裂、折断过早失效得根源。根据作者的实践经验，如一些落料冲模具使用贝氏体和残奥加碳化物的混合组织，使用寿命将有明显提高。如表2所示为落料模Cr12材料采用下贝氏体等温处理与普通淬火处理的使用次数比较表。

  2.4高强度冷变形模具钢
  通常有高速钢W18Cr4和W6Mo5Cr4v2组成。用于冷挤压冲模和重载荷冷镦冲模，中厚钢（10-25m/m）冲孔冲头和直径小于5—6m/m的小冲头。如链条内外片冲孔用的小冲头，采用高速钢经低温加热淬火的热处理工艺。W18Cr4V(1220℃-1250℃加热淬火)，W6Mo5Cr4V2(用1170℃-1190℃) 经低温加热淬火处理的模具有高的塑性变形抗力，有高的硬度和耐磨性；有足够的刃性，实践证明经低温淬火的冲头，可显著地提高寿命，大大减少冲头折断事故。

  2.5高强韧性冷变形模具钢
  有些冷挤模和冷镦模需承受高的强度和高的冲击韧性，而普通的高速钢和高碳铬刚制件易于脆断或折断，模具需要有高的强韧配合，具体分为两类：

  1）将碳高速钢：将W系或Mo系的高速钢含碳量降低为0.5—0.6%，增加处理后钢的韧性。如6W6Mo5Cr4V2,具体热处理工艺为淬火加热温度1160—1180℃，冷却后经550—570℃三次回火，硬度为Rc60-63，用于冷挤压冲头或冷镦冲头可成倍的提高使用寿命。

  2）基体钢：基体钢是改善高速钢韧性的另一个途径，与高速钢相比，基体钢的过剩碳化物很少，碳化物的颗粒细小，分布均匀所以冲击韧性、疲劳强度均好于高速钢，同时保持了好的耐磨性。我国研制成功并推广应用的基体钢。如65Nb、CG-2、012Al（如表3所示）。

  以上三种基体钢适於形状复杂，冲击负荷较大，韧性要求高的冷变形模具。其他还有些特殊的模具钢，如易切削冷模钢8Cr2S(8Cr2MnMovS),除于塑料模具较多。

  3）高强韧耐磨的新型模具钢7CrMo2V2Si，简称LD。

  LD是以美国**钢为基础，调整了合金元素量