模具工業(yè)的發(fā)展是一個國工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一.目前.我國的模具技術(shù)及模具壽命與一些工業(yè)發(fā)達(dá)國jia相比.仍存在較大差距。特別是在模具使用壽命上還應(yīng)進(jìn)行更深層次的研究。

　　冷作模具的主要失效形式是斷裂、變形、磨損。冷作模具材料的成分、組織、質(zhì)量及性能對冷作模具的承載能力、使用壽命、加工精度、制造成本等均有很大影響。本文主要介紹冷作模具的發(fā)展現(xiàn)狀.并對代表鋼種進(jìn)行簡要介紹。

　　1.傳統(tǒng)冷作模具鋼

　　我國傳統(tǒng)的冷作模具鋼有CWrMn(低合金工具鋼)、Cr12(高碳高鉻工具鋼)及高速鋼。其中.crWMn鋼具有適當(dāng)?shù)拇阃竘生和耐磨性.熱處理畸變小.但鍛后易形成網(wǎng)狀碳化物：高碳高鉻工具鋼具有高的耐磨性，但其碳化物偏析較嚴(yán)重，特別在規(guī)格尺寸較大時，反復(fù)墩拔收效不大。m1981年.我國引人國際通用的Cr12Mo1V鋼.與Crl2鋼相比.該鋼的碳化物偏析略有改善.強度與韌性稍有提高.模具的使用壽命亦有不同程度的提高 ：高速鋼W18Crl4有更高的耐磨性和強度。常用于制作模具，但其韌性不能滿足復(fù)雜、大型和受沖擊負(fù)荷大的模具的需要。

　　2.新型冷作模具鋼

　　冷作模具的工作條件要求冷作模具鋼具有良好的耐磨性和足夠的強韌性。鑒于傳統(tǒng)鋼種的缺點，我國也研發(fā)了許多新型的鋼種：

　　2.1低合金冷作模具鋼

　　這類鋼的主要特點是工藝性好、淬火溫度低、熱處理畸變小、強韌性好。并且有適當(dāng)?shù)哪湍バ?如GD(6crMnNiMoVSi)鋼、GH—l(7CrSiMnMoV)鋼、DS(6CrNiWMoV)鋼等。GD鋼中加人了少量Ni.si.既強化了基體又提高了低溫回火抗力.Mo和v的加人可細(xì)化晶粒.用于制造易斷裂的模具有較高的使用壽命。CH一1鋼的成分與日本的SX105V鋼相同，是一種火焰淬火鋼.常用于制造汽車等生產(chǎn)線上用的模具零件，火焰淬火時，加熱模具刃口切料面，硬化層下有一個高韌性的基體做襯墊，從而使模具獲得較高的使用壽命。DS鋼是一種抗沖擊冷作模具鋼.其中韌性顯著優(yōu)于常用的高韌性刀片用工具鋼

　　2.2高韌性高耐磨冷作模具鋼

　　此類鋼的主要發(fā)展趨勢是降低高cr鋼cr12的C及cr含量以減少碳化物偏析，提高鋼的韌性：與此同時提高鎢、鉬、釩等的含量以形成高硬度碳化物以提高耐磨性.從而使其綜合性能優(yōu)于cd2鋼。如SLD10鋼的主要合金元素含量為Cr7.0% 。Mo2.88% ，V 0.38% .Si0.99%，Mn 0.37%，可見成分中不斷降低cr含量及碳含量，與此同時，提高M(jìn)o、V含量。H這類鋼主要用于冷擠壓模、冷沖模、冷鐓模及高強度螺栓的滾絲模等.都取得了良好的使用效果 GM(9Cr6w3Mo2V2)鋼也是一種高硬度冷作模具鋼，是制作精密、耐磨和高使用壽命冷作模具的新鋼種.屬萊氏體鋼.其主要性能均優(yōu)于Crl2型鋼。此鋼進(jìn)一步的降低了cr的含量而提高了w、v的含量。w、Mo、V的含量提高淬透性、細(xì)化晶粒、強化二次硬化效果。GM鋼在韌性和強度上也優(yōu)于普通的高碳高鉻鋼及高速鋼.硬度指標(biāo)高于基體鋼及高碳高鉻鋼.抗彎強度和壓縮屈服點遠(yuǎn)高于高鉻鋼.其中抗彎強度高出約70%。

　　2.3火焰淬火冷作模具鋼

　　7CrMnSiMnMoV應(yīng)用為普遍.其特點是淬火溫度范圍寬、淬透性較高及火焰淬火方便易行。用其制造大型、復(fù)雜的冷作模具。其可用于模具刃口部位.經(jīng)氧一乙炔火焰加熱到淬火溫度.然后空冷即達(dá)到淬硬目的。變形小，不需經(jīng)過其他加工。淬火處理的模具與碳索工具鋼、低合金模具鋼相比。具有較長的使用壽命.并可使模具生產(chǎn)周期縮短30%，成本降低lO%一20%，熱處理節(jié)約能源80%左右，為沖模制造工藝實現(xiàn)高效、低成本、節(jié)能開辟廠新途徑。

　　2.4粉末冶金高耐磨冷作模具

　　粉末冶金技術(shù)的發(fā)展和熱等靜壓的應(yīng)用使得無偏析粉末高速鋼的生產(chǎn)和使用成為現(xiàn)實。該類鋼的主要特點是強韌性、可磨削性、等向性、熱處理工藝性都優(yōu)于一般高速鋼.并有比較高的使用壽命?？?耐磨性(高硬度)與耐沖擊性(高韌性)歷來是冷作模具鋼的一對主要矛盾，常規(guī)生產(chǎn)工藝難以生產(chǎn)的超高碳、高合金(尤其是高釩含量)、高耐磨性的模具鋼.以及碳基碳化鈦粉末冶金等，粉末冶金技術(shù)可以有效地解決耐磨性與耐沖擊性之間的矛盾 但目前此工藝生產(chǎn)成本較高.要廣泛應(yīng)用需降低工藝成本

　　2.5低碳高速鋼

　　低碳高速鋼f如6W6M05Cr4V等油于降低了碳化物的含量和分布均勻性，使其在保持硬度和耐磨性的同時，抗彎強度、沖擊韌性和塑性都有顯著提高.雖然耐磨性略低.仍可用低溫氮碳共滲提高表面硬度和耐磨性。哄熱處理工藝：1080—1 180%鹽浴爐加熱(15～20s/mm)油淬，520—560%1~I火2次，硬度57—63HRC。

　　3.結(jié)束語

　　近年來我國冷作模具鋼材料發(fā)展較快.已初步形成了我國的模具鋼系列.其中一些模具材料的性能優(yōu)越.達(dá)到國際先水平。為適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展，應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的模具鋼的強化機理及失效形式的研究。

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