40crv

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模具鋼簡介

　　模具鋼大致可分為（冷作模具鋼）、（熱作模具鋼）和（塑料模具鋼）3類，用于鍛造、沖壓、切型、壓鑄等。由于各種模具用途不同，工作條件復(fù)雜，因此對模具用鋼，按其所制造模具的工作條件，應(yīng)具有高的硬度、強(qiáng)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。由于這類用途不同，工作條件復(fù)雜，因此對模具用鋼的性能要求也不同。 　　、

、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。冷作模具有鋼，按其所制造具的工作條件，應(yīng)具有高的硬度、強(qiáng)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?jǐn)?shù)在0.80%以上，鉻是這類鋼的重要合金元素，其質(zhì)量分?jǐn)?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?jǐn)?shù)可達(dá)13%，并且為了形成大量碳化物，鋼中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)也很高，可達(dá)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(jī)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(jī)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(qiáng)度、紅硬性、耐磨性和韌性外，還應(yīng)具有良好的高溫強(qiáng)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?jǐn)?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(qiáng)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(bǔ)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(qiáng)度的模具可選用冷作模具鋼。

模具鋼的分類

冷作模具鋼

高碳低合金冷作模具鋼 9SiCr、9CrWMn、CrWMn、Cr2、9Cr2Mo、7CrSiMnMoV、8Cr2MnWMoVS、Cr2Mn2SiWMoV

抗磨損冷作模具鋼 6Cr4W3Mo2VNb、6W6Mo5Cr4V、7Cr7Mo3V2Si、Cr4W2MoV、Cr5Mo1V、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、Cr12W、Cr12Mo1V1

抗沖擊冷作模具鋼 4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si

冷作模具碳素工具鋼 T7、T8、T9、T10、T11、T12

冷作模具用高速鋼 W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N、W18Cr4V、W9Mo3Cr4V 　　無磁模具用鋼 7Mn15Cr2Ae3V2Wmo、1Cr18Ni9Ti 　　

熱作模具鋼 3Cr3Mo2MnV、4Cr3Mo2MnVB、4Cr3Mo2W4VTiNb、4Cr3Mo2NiVNb、2Cr3Mo3VNb、4Cr3Mo2MnVNbB、4Cr5Mo2MnVSi、3Cr3Mo2WV、 4Cr5MoSiV1、4Cr5Mo1V、4Cr5MoSiVS、4Cr3W2Co2Mo、4Cr3Mo3SiV、4Cr5MoSiV、3Cr2W8V、4Cr3Mo2V、5CrNiMo、 GH95、ER8、50Nb、GR、HD、HD2、HM-3、JCD　Y4、Y10、ZDM-2、GH-761、8407、DH21、DH2F、DH31S、DHA1、GSW-2344、H10、H11、H13、H21、HDS-1、QRO-90、STD61、W302、STF-4M　

低耐熱性熱作模具鋼 5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi 中耐熱性熱作模具鋼 4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、8Cr3 　　

高耐熱性熱作模具鋼 3Cr2W8V、3Cr3Mo3W2V、5Cr4Mo2W2VSi、5Cr4Mo3SiMnVAe、5Cr4W5Mo2V、6Cr4Mo3Ni2WV

塑料模具鋼 SM45、 SM50、SM55、3Cr2Mo、3Cr2NiMo、5CrNiMnMoVSCa、40Cr、8CrMnWMoVS、45CrMo、30CrMnSiNi2A、20Cr、12CrNi3A、06Ni6CrMoVTiAl、1Ni3Mn2CuAlMo、2Cr13、4Cr13、9Cr18、9Cr18Mo、Cr14Mo4V、 1Cr17Ni2、0Cr16Ni4Cu3Nb、Y55CrNiMnMoV、20CrNi3AlMnMo、4Cr13、11Cr17Mo、 3Cr2Mo、 2Cr13Mo、3Cr2NiMnMo、 4Cr16Mo、 B25、B30、LJ、 PCR、SM1、SM2、420SS、440C、 618 716、718、 CLC2083、CLC2316H、 CLC2738、CLC2738HH、G-STAR、GSW-2083、SGW-2311、GSW-2316、GSW-2738、HAM-10、HEMS-1A、HP-1A、HP-4A、HP-4MA、M202、 M238、M300、M310、NAK55、NAK80、P20、PXZ、PX4、PX5、S45C、S50C、S55C、S-136、S-STAR、SP300

碳素塑料模具鋼 SM45、SM50、SM55

預(yù)硬化型塑料模具鋼 3Cr2Mo、3Cr2NiMnMo、5CrNiMnMoVSCa、40Cr、42CrMo、30CrMnSiNi2A

滲碳型塑料模具鋼 20Cr、12CrNi3A

時效硬化型塑料模具鋼 O6Ni6CrMoVTiAe、INi3Mn2CuAeMo 2.3.5

耐腐蝕型塑料模具鋼 2Cr13、4Cr13、9Cr18、9Cr18Mo、Cr14Mo4V、1Cr17Ni2 　　

另：在鋼板（板材）中，也有許多材質(zhì)被列入模具鋼系列：45（45#，45號），P20，S45C，S50C等等。

模具鋼工藝性能

可加工性

　　——熱加工性能，指熱塑性、加工溫度范圍等； 　　——冷加工性能，指切削、磨削、拋光、冷拔等加工性能。 　　

、

、冷作模具鋼大多屬于過共析鋼和萊氏體鋼，熱加工和冷加工性能都不太好，因此必須嚴(yán)格控制熱加工和冷加工的工藝參數(shù)，以避免產(chǎn)生缺陷和廢品。另一方面，通過提高鋼的純凈度，減少有害雜質(zhì)的含量，改善鋼的組織狀態(tài)，以改善鋼的熱加工和冷加工性能，從而降低模具的生產(chǎn)成本。 　　

、

、為改善模具鋼的冷加工性能，自20世紀(jì)30年代開始，研究向模具鋼中加入S、Pb、Ca、Te等易切削加工元素或?qū)е履＞咪撝刑嫉氖脑?，發(fā)展了各種易切削模具鋼，以進(jìn)一步改善其切削性能和磨削性能，減少刀具磨料消耗、降低成本。

淬透性和淬硬性

　　淬透性主要取決于鋼的化學(xué)成分和淬火前的原始組織狀態(tài)；淬硬性則主要取決于鋼中的含碳量。對于大部分的冷作模具鋼，淬硬性往往是主要的考慮因素之一。

、

、對于熱作模具鋼和塑料模具鋼，一般模具尺寸較大，尤其是制造大型模具，其淬透性更為重要。

、

、另外，對于形狀復(fù)雜容易產(chǎn)生熱處理變形的各種模具，為了減少淬火變形，往往盡可能采用冷卻能力較弱的淬火介質(zhì)，如空冷、油冷或鹽浴冷卻，為了得到要求的硬度和淬硬層深度，就需要采用淬透性較好的模具鋼。

淬火溫度和熱處理變形

　　為了便于生產(chǎn)，要求模具鋼淬火溫度范圍盡可能放寬一些，特別是當(dāng)模具采用火焰加熱局部淬火時，由于難于準(zhǔn)確地測量和控制溫度，就要求模具鋼有更寬的淬火溫度范圍。 　　

、

、模具在熱處理時，尤其是在淬火過程中，要產(chǎn)生體積變化、形狀翹曲、畸變等，為保證模具質(zhì)量，要求模具鋼的熱處理變形小，特別是對于形狀復(fù)雜的精密模具，淬火后難以修整，對于熱處理變形程度的要求更為苛刻，應(yīng)該選用微變形模具鋼制造。

氧化、脫碳敏感性

　　模具在加熱過程中，如果發(fā)生氧化、脫碳現(xiàn)象，就會使其硬度、耐磨性、使用性能和使用壽命降低；因此，要求模具鋼的氧化、脫碳敏感性好。對于含鉬量較高的模具鋼，由于氧化、脫碳敏感性強(qiáng)，需采用特種熱處理，如真空熱處理、可控氣氛熱處理、鹽浴熱處理等。

其他因素

　　在選擇模具鋼時，除了必須考慮使用性能和工藝性能之外，還必須考慮模具鋼的通用性和鋼材的價格。模具鋼一般用量不大，為了便于備料，應(yīng)盡可能地考慮鋼的通用性，盡量利用大量生產(chǎn)的通用型模具鋼，以便于采購、備料和材料管理。另外還必須從經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行綜合分析，考慮模具的制造費(fèi)用、工件的生產(chǎn)批量和分?jǐn)偟矫恳粋€工件上的模具費(fèi)用。從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面全面分析，以終選定合理的模具材料。

模具鋼的用途

　　加工模具時用的，由于模具的用途很廣，各種模具的工作條件差別很大，所以，制造模具用材料范圍很廣，在模具材料中應(yīng)用廣的當(dāng)屬模具鋼。從—般的碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、彈簧鋼、高速工具鋼、不銹耐熱鋼直到適應(yīng)特殊模具需要的馬氏體時效鋼以及粉末高速鋼、粉末高合金模具鋼等。模具鋼按用途一般可分為冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼三大類。

1．冷作模具鋼

　　冷作模具鋼主要用于制造對冷狀態(tài)下的工件進(jìn)行壓制成型的模具。如：冷沖裁模具、冷沖壓模具、冷拉深模具、壓印模具、冷擠壓模具、螺紋壓制模具和粉末壓制模具等。冷作模具鋼的范圍很廣，從各種碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼到粉末高速工具鋼和粉末高合金模具鋼。

2．熱作模具鋼

　　熱作模具鋼主要用于制造對高溫狀態(tài)下的工件進(jìn)行壓力加工的模具。如：熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱鐓鍛模具等。常用的熱作模具鋼有：中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具鋼；對特殊要求的熱作模具鋼，有時采用高合金奧氏體耐熱模具鋼制造。

3．塑料模具鋼

　　由于塑料的品種很多，對塑料制品的要求差別也很大，對制造塑料模具的材料也提出了各種不同的性 能要求。所以，不少工業(yè)發(fā)達(dá)的國家已經(jīng)形成了范圍很廣的塑料模具用鋼系列。包括碳素結(jié)構(gòu)鋼、滲碳型 塑料模具鋼、預(yù)硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、耐蝕塑料模具鋼、易切塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、馬氏體時效鋼以及鏡面拋光用塑料模具鋼等。

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