全茂模具鋼:
模具鋼是用來制造冷沖模、熱鍛模壓鑄模等模具的鋼種。模具是機械制造、無線電儀表、電機、電器等工業(yè)部門中制造零件的主要加工工具。模具的質(zhì)量直接影響著壓力加工工藝的質(zhì)量、產(chǎn)品的精度產(chǎn)量和生產(chǎn)成本、而模具的質(zhì)量與使用壽命除了靠合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工精度外,主要受模具材料和熱處理的影響。
冷作模具包括冷沖模、拉絲模、拉延模、壓印模、搓絲模、滾絲板、冷鐓模和冷擠壓模等。冷作模具鋼,按其所制造具的工作條件,應(yīng)具有高的硬度、強度、耐磨性、足夠的韌性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。用于這類用途的合金工具用鋼一般屬于高碳合金鋼,碳質(zhì)量分數(shù)在0.80%以上,鉻是這類鋼的重要合金元素,其質(zhì)量分數(shù)通常不大于5%。但對于一些耐磨性要求很高,淬火后變形很小模具用鋼,鉻質(zhì)量分數(shù)可達13%,并且為了形成大量碳化物,鋼中碳質(zhì)量分數(shù)也很高,可達2.0%~2.3%。冷作模具鋼的碳含量較高,其組織大部分屬于過共析鋼或萊氏體鋼。常用的鋼類有高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢釧鋼等。
熱作模具分為錘鍛、模鍛、擠壓和壓鑄幾種主要類型,包括熱鍛模、壓力機鍛模、沖壓模、熱擠壓模和金屬壓鑄模等。熱變形模具在工作中除要承受巨大的機械應(yīng)力外,還要承受反復(fù)受熱和冷卻的做用,而引起很大的熱應(yīng)力。熱作模具鋼除應(yīng)具有高的硬度、強度、紅硬性、耐磨性和韌性外,還應(yīng)具有良好的高溫強度、熱疲勞穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性和耐蝕性,此外還要求具有較高的淬透性,以保證整個截面具有一致的力學(xué)性能。對于壓鑄模用鋼,還應(yīng)具有表面層經(jīng)反復(fù)受熱和冷卻不產(chǎn)生裂紋,以及經(jīng)受液 態(tài)金屬流的沖擊和侵蝕的性能。這類鋼一般屬于中碳合金鋼,碳質(zhì)量分數(shù)在0.30%~0.60%,屬于亞共析鋼,也有一部分鋼由于加入較多的合金元素(如鎢、鉬、釩等)而成為共析或過共析鋼。常用的鋼類有鉻錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鎢鋼等。塑料模具包括熱塑性塑料模具和熱固性塑料模具。塑料模具用鋼要求具有一定的強度、硬度、耐磨性、熱穩(wěn)定性和耐蝕性等性能。此外,還要求具有良好的工藝性,如熱處理變小、加工性能好、耐蝕性好、研磨和拋光性能好、補焊性能好、粗糙度高、導(dǎo)熱性好和工作條件尺寸和形狀穩(wěn)定等。一般情況下,注射成形或擠壓成形模具可選用熱作模具鋼;熱固性成形和要求高耐磨、高強度的模具可選用冷作模具鋼。
鋼材特性︰ XW-42是一種含鉬、釩的高碳、高鉻合金工具鋼,其特性是:
·高耐磨性
·高抗壓強度
·淬硬后高的表面硬度
·優(yōu)良的整體淬透性
·淬硬時,優(yōu)良的穩(wěn)定性
·優(yōu)良的抗回火軟化性
主要用途︰XW-42常被推薦用作需要很好耐磨性和適當韌性(抗沖擊)的模具。其除了適用于XW-5應(yīng)用范圍外,通常還可以使用在切削厚且載荷的成型加工模具上。
化學(xué)成分主要化學(xué)成分(%)
C Si Mn Cr Mo V
1.2379 1.55 0.30 0.40 11.80 0.80 0.80
特性
①高耐磨性;
②高抗壓強度;
③淬硬后具有高的表面硬度;
④優(yōu)良的整體淬透性;
⑤淬硬時,具有優(yōu)良的穩(wěn)定性;
⑥優(yōu)良的抗回火軟化性。
熱處理
①軟性退火:在保護氣氛下,加熱至850℃,均熱后,以每小時
10℃爐冷至650℃,然后空冷。
②消除應(yīng)力:模具經(jīng)粗加工后,應(yīng)加熱至650℃,均熱保溫兩小時,緩慢冷卻至500℃,然后空冷。
③硬化(淬硬)處理:預(yù)熱溫度:650-750℃;奧氏體化溫度:990-1050℃,通常選擇1000-1040℃。
④淬冷介質(zhì):油冷(僅適用于很簡單的模具);在真空爐中,高速氣體冷卻流動的空氣/氣體;在鹽爐或流態(tài)爐中,180-500℃,分級淬火后空冷。
注意:模具冷卻至50-70℃,后立即回火(XW-42所有標準規(guī)格尺寸的模具都可淬透)
⑤回火:回火兩次且每次回火后都冷卻到室溫,回火溫度是180℃,每次回火至少保溫兩小時。
⑥淬火中的尺寸變化(樣品尺寸:100×100×25毫米)
深冷處理
尺寸穩(wěn)定性要求高的工件應(yīng)當采用深冷處理,這類處理主要應(yīng)用于量規(guī)量具和某些結(jié)構(gòu)零件上。淬火后立即將工件冷卻到-70℃至-80℃[1]之間,保持3-4小時,然后在回火,深冷處理可使工件硬度提高1-3HRC,避免形狀復(fù)雜模具以免增加破裂風(fēng)險。時效溫度是110-140℃、保溫時間25-100小時。
氮化處理
工件經(jīng)氮化處理后表面形成硬化層,其具有很高的耐磨性和抗侵蝕性,同時耐腐蝕性能也得到提高。在525℃氮氣中氮化處理后,工件表層硬度約為1150HV1。570℃軟氮化處理兩小時后,工件表層硬度約為800 HV1具有此硬度的硬化層為10-20微米。
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