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合金冷加工模具鋼全面分析講解
一、合金冷加工模具鋼的一般特性合金冷加工模具鋼的主要性能有:耐磨性好，工作時刃口鋒利；淬火狀態(tài)具有較高的硬度和一定的淬火深度；淬火安全性好，熱處理變形小，復(fù)雜斷面不易開裂；強(qiáng)度和韌性適當(dāng)高，工作時葉片不易塌陷或塌陷；良好的加工工藝和成型性。
合金冷作模具鋼屬于高碳合金鋼，碳含量一般在0.8%以上。此外，它還含有鉻、鎢、鉬、錳和釩等合金元素。根據(jù)合金元素的含量范圍，可分為以下鋼類:
高碳低合金冷加工模具鋼；高碳高鉻冷作模具鋼；模具鋼空氣淬火；基體鋼和低碳高速鋼；高韌性、高耐磨性的冷加工模具鋼；火焰淬火模具鋼；將溫度保持在600-650℃一定時間，可以減少模具的變形或開裂。通常采用油冷，而形狀復(fù)雜的模具鋼可以分段淬火，等溫淬火，以減少淬火變形。在高硬度條件下使用的冷加工模具鋼通常在低溫(150-200℃)下回火，以消除一些淬火內(nèi)應(yīng)力，提高高模具鋼的強(qiáng)度和韌性，同時保持高硬度?；鼗饻囟?300-350℃)只有在高彈性、大動載荷下使用時才升高，此時硬度降低。
2.高碳高鉻冷作模具鋼:高碳高鉻冷作模具鋼包括:Cr12、Cr12MoV、D2(Cr12Mo1V1)；它具有硬度高、強(qiáng)度高、耐磨性高、淬火變形小的優(yōu)點(diǎn)；屬于萊氏體鋼，改善模具鋼中碳化物分布是提高模具鋼質(zhì)量的重要途徑。
熱處理特點(diǎn)分析:高碳高鉻冷作模具鋼的主要性能(硬度、強(qiáng)度、塑性、韌性、紅硬性、調(diào)質(zhì)的體積變形)與淬火溫度有很大關(guān)系，即淬火溫度決定了所生產(chǎn)模具的使用條件；例如:
1.低溫淬火和低溫回火可以獲得較高的力學(xué)性能和較小的變形。適用于高負(fù)荷或復(fù)雜形狀的模具和冷軋模具。
2.高溫淬火和高溫回火可以獲得較高的紅硬性和耐磨性，但力學(xué)性能低，變形量大。適用于制造承受載荷小但要求耐磨性高的模具，工作溫度在400-500℃。
3.對于一些要求高韌性的沖壓模具或擠壓模具，可采用貝氏體等溫淬火處理。此時的顯微組織為下貝氏體+馬氏體+粒狀碳化物+少量殘余奧氏體。獲得部分貝氏體組織后，硬度略有下降，但韌性明顯提高，模具變形減小。
另一種減少模具變形的工藝方法是真空淬火。在工業(yè)生產(chǎn)中，高碳高鉻冷作模具鋼經(jīng)常回火2-3次，以提高前回火殘余奧氏體對初生馬氏體的韌性，或減少殘余奧氏體第二階段轉(zhuǎn)變形成的粗大碳化物對韌性的影響。簡而言之，多次回火用于提高模具鋼的韌性。
Iii.高速鋼W6Mo5Cr4V2、SKH-9、M2和W18Cr4V的淬火和回火要求。在工業(yè)應(yīng)用中，淬火溫度應(yīng)根據(jù)模具的工作條件和應(yīng)用要求來選擇
1.具有高電阻(一般約2500兆帕)和適當(dāng)韌性的模具，如擠壓模具；可以選擇較高的淬火溫度；
2.形狀復(fù)雜或壓力低、韌性差的模具應(yīng)采用較低的淬火溫度。至于淬火冷卻，可以根據(jù)模具的工作要求選擇油淬、風(fēng)冷或分段淬火。在工業(yè)應(yīng)用中，回火一般使用三次，每次回火應(yīng)冷卻至室溫，以保證殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。每次回火都能提高殘余奧氏體向初生馬氏體轉(zhuǎn)變的韌性，從而提高高速鋼的韌性。
4.高韌性高耐磨冷作模具鋼近年來，我國開發(fā)了一系列含鉻、鉬、釩約8%的高韌性高耐磨冷作模具鋼；例如，DC53模具鋼的總合金含量約為12%。由于碳化釩在模具鋼中均勻細(xì)小地形成和分布，所以模具鋼具有高耐磨性和良好的韌性。這種模具鋼淬透性高。
V.火焰淬火模具鋼由于工業(yè)產(chǎn)品的快速升級，要求縮短模具的生產(chǎn)周期，簡化熱處理工藝。20世紀(jì)70年代，國內(nèi)外開發(fā)了一系列適用于火焰淬火工藝的特種冷作模具鋼。例如SX5(Cr8MoV)、SX105(7CrMnSiMoV)、HMD-1(Cr4MnSiMoV)、7CrMnSiMoV；
火焰淬火模具鋼的特點(diǎn)如下:
1.允許淬火溫度范圍寬，即使在100-250℃淬火也能達(dá)到滿意的效果；
2.空冷淬火可獲得良好的淬透性、較高的表面硬度和芯部硬度；
3.淬火后，工件變形??；
4.強(qiáng)度、韌性、耐磨性好；
5.焊接性好，可采用堆焊修復(fù)技術(shù)；
6.加工性能好。
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