【熱作模具鋼】價格行情_性能用途_材料成分

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(蘇州浩凱模具鋼廠)熱作模具鋼產品列表:該鋼材型號圓鋼(棒材)/鋼板(板材)熱處理價格:10元/kg

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蘇州浩凱熱作模具鋼產品手冊

中文名稱：熱作模具鋼英文名稱：hot-working die steel定義：適宜于制作對金屬進行熱變形加工的模具(如熱壓模、鍛模、壓鑄模等)用的合金工具鋼。熱作模具鋼對硬度要求適當，側重于紅硬性，導熱性，耐磨性。因此含碳量低，合金元素以增加淬透性，提高耐磨性、紅硬性為主。

工作條件

熱作模具鋼包括錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模三類。如前所述．熱作模具工作條件的主要特點是與熱態金屬相接觸、這是與冷作模具工作條件的主要區別。因此會帶來以下兩方面的問題：

熱作模具鋼

（l）模腔表層金屬受熱。通常錘鍛模工作時．其模腔表面溫度可達300～400℃以上熱擠壓?？蛇_500一800℃以上；壓鑄模模腔溫度與壓鑄材料種類及澆注溫度有關。如壓鑄黑色金屬時模腔溫度可達1000℃以上。這樣高的使用溫度會使模腔表面硬度和強度顯著降低，在使用中易發生打垛。為此．對熱模具鋼的基本使用性能要求是熱塑變抗力高，包括高溫硬度和高溫強度、高的熱塑變抗力，實際上反映了鋼的高回火穩定性。由此便可以找到熱模具鋼合金化的第一種途徑，即加入Cr、W、Si．等合金元素可以提高鋼的回火穩定性。

（2）模腔表層金屬產生熱疲勞（龜裂）。熱模的工作特點是具有間歇性．每次使熱態金屬成形后都要用水、油、空氣等介質冷卻模腔的表面。因此．熱模的工作狀態是反復受熱和冷卻，從而使模腔表層金屬產生反復的熱脹冷縮，即反復承受拉壓應力作用．其結果引起模腔表面出現龜裂，稱為熱疲勞現象，由此，對熱模具鋼提出了第二個基本使用性能要求．即具有高的熱疲勞抗力。一般說來，影響鋼的熱疲勞抗力的因素主要有： ①鋼的導熱性。鋼的導熱性高，可使模具表層金屬受熱程度降低，從而減小鋼的熱疲勞傾向性。一般認為鋼的導熱性與合碳量有關，含碳量高時導熱性低，所以熱作模具鋼不宜采用高碳鋼。在生產中通常采用中碳鋼（C0.3%5～0.6%）合碳量過低．會導致鋼的硬度和強度下降．也是不利的。 ②鋼的臨界點影響。通常鋼的臨界點（Acl）越高．鋼的熱疲勞傾向性越低。因此．一般通過加入合金元素Cr、W、Si、引來提高鋼的臨界點。從而提高鋼的熱疲勞抗力。

常用

錘鍛模用鋼

一般說來，錘鍛模用鋼有兩個問題比較突出一是工作時受沖擊負荷作用．故對鋼的力學性能要求較高，特別是對塑變抗力及韌性要求較高；二是錘鍛模的截面尺寸較大（<400mm）故對鋼的淬透性要求較高，以保證整個模具組織和性能均勻。常用錘鍛樓用鋼有5CrNiMo、 5CrMnMo、 5CrNiW、 5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。不同類型的錘眼模應選用不同的材料。對特大型或大型的錘鍛模以5CrNiMo為好．也可采用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi等。對中小型的錘鍛模通常選用5CrMnMO鋼。

熱擠壓模用鋼

熱擠壓模的工作特點是加載速度較慢，因此，模腔受熱溫度較高，通?？蛇_500一800℃。對這類鋼的使用性能要求應以高的高溫強度(即高的回火穩定性）和高的耐熱疲勞性能為主。對ak及淬透性的要求可適當放低。一般的熱擠壓模尺寸較小，常小于 70～90 mm。常用的熱擠壓模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5%Cr型等熱作模具鋼．其化學成分如表4.16所示。其中4CrW2Si．既可做冷作模具鋼，又可做熱作模具鋼．由于用途不同，可采用不同熱處理方法。作冷模時采用較低的淬火溫度（870—900℃）及低溫或中溫回火處理；作熱模時則采用較高的淬火溫度（一般為950一1000℃）及高溫回火處理。

壓鑄模用鋼

從總體上看，壓鑄模用鋼的使用性能要求與熱擠壓模用鋼相近，即以要求高的回火穩定性與高的熱疲勞抗力為主。所以通常所選用的鋼種大體上與熱擠模用鋼相同．如常采用4CrW2Si．和3Cr2W8V等鋼。但又有所不同如對熔點較低Zn合金壓鑄模．可選用40Cr、30CrMnSi及40CrMo等；對Al和Mg合金壓鑄模，可選用4CrW2Si、4Cr5MoSiV 等對Cu合金壓鑄模．多采用3Cr2W8V鋼。近年來．隨著黑色金屬壓鑄工藝的應用，多采用高熔點的鋁合金和鎳合金．或者對3Cr2W8V鋼進行Cr-Al-SI三元共滲，用以制造黑色金屬壓鑄模。最近國內外還正在試驗采用高強度的銅合金作黑色金屬的壓鑄模材料。

用鋼分析

⒈大截面熱鍛模具鋼

為彌補5CrMnMo和5CrNiMo在較大截面和較高溫度時熱穩定性、熱疲勞性及淬透性不夠的缺陷，內開發了45Cr2NiMoVSi（簡稱45Cr2）、5Cr2NiMoVSi（簡稱5Cr2）、3Cr2MoWVNi、3Cr2MoVNi（代號B2）等大截面熱鍛模具鋼。與5CrNiMo相比，45Cr2和5Cr2中既含有較高的Cr和Mo，又加入了少量的V，使CCT曲線上的高溫轉變區上移，低溫轉變區顯著右移，提高了鋼的淬透性。截面尺寸在500*500mm以下的模具經970-990℃淬火，650～680℃回火后，硬度可達HRC36-44。45Cr2和5Cr2還具有二次硬化能力，它們的高溫強度較5CrNiMo鋼高50%，熱穩定性高出100～150℃，沖擊韌性則相當。另外，鋼的熱磨損性、熱疲勞性及抗熱裂紋擴展的能力也強于5CrNiMo。這二種鋼用于12000t以下機械壓力機模具及16t以下模鍛模具，模具的使用壽命是5CrNiMo鋼制造的同種模具壽命的數倍。

⒉中小熱鍛模具鋼

中小熱鍛模具的表面溫度可達600℃以上，5CrMnMo和5CrNiMo的高溫性能顯然不能滿足要求。3Cr2WSV鋼的高溫強度較高，但韌性及熱疲勞性能較差。為此，國內較早開發了2Cr3Mo3VNb、4Cr3Mo2MnVB（代號ER8）等3%Cr-3%Mo和3%Cr-2%Mo型的中碳鉻系高強度熱作模具鋼，其中3Cr3Mo3VNb是根據形成合金碳化物所需的碳量對2Cr3Mo3VNb做進一步成份調整而來的。這二種鋼中加人了3%左右的Mo，既能提高鋼的淬透性和防止出現回火脆性，又能提高鋼的熱穩定性。加人V和Nb則可起到細化晶粒，降低鋼的過熱敏感性作用。因此，鋼的淬透性高，淬火加熱溫度范圍寬，過熱敏感性低，具有高溫強度高、熱穩定性好、塑性韌性好、冷熱疲勞性能好、熱磨損性能好等優點，用于制造不銹鋼（2Crl3）等熱鍛模，軸承凹模和輥鍛模，都取得了良好的使用效果。

除以上30Cr-30Mo型熱作模具鋼外，國內先后開發的5%Cr系中碳中合金熱作模具鋼已較大量用于熱鍛模具，適用于制造工作溫度在600℃以下，對韌性和塑性要求較高的模具。另外，該鋼還可作塑料模具鋼使用。目前，4Cr5MoV1Si鋼的優良性能已在國內得到了廣泛認可，應用量已較大。許多大學、研究院所和鋼廠不惜花重金對該鋼做研究和生產質量改進工作，并就此打出了自己的優質品牌。

⒊壓鑄模具鋼

在有色金屬壓鑄中，3Cr2W8V曾是應用廣泛的模具鋼，5CrNiMo、5CrMnMo、3Cr2Mo等中碳低合金鋼也作為鋁鋅合金壓鑄模具鋼使用。3Cr2W8V的冷熱疲勞性能較差，模具的使用壽命不高。國內為此先后開發了幾個新型模具鋼，如4Cr3Mo2MnVNbB（代號Y4）和4Cr5Mo2MnVSi（代號Y10）等。

4Cr5Mo2MnVSi（代號Y10），是針對鋁合金壓鑄模具而研制的，與3Cr2W8V鋼相比，該鋼具有抗冷熱疲勞性能好、熱處理變形小、抗鋁溶損性能好等優點，模具的使用壽命普遍比3Cr2W8V鋼制造的模具的使用壽命提高一倍以上。該鋼還可用于制造工作溫度在600℃以下的中小熱鍛等模具。

⒋銅、鋁型材熱擠壓模具鋼

銅合金熱擠壓模的穿孔針、底模等長時與高溫銅坯接觸，模具的使用工況較苛刻。用3Cr2W8V或4Cr5MoV1Si鋼制作此類模具，模具的使用壽命一直較低。國內曾試圖采用奧氏體熱作模具鋼來解決此類模具壽命低的問題，但因鋼的冷熱疲勞性能較差而仍未得到圓滿解決。在此背景下，國內有關大學、研究院所和鋼廠先后推出了可以提高此類模具使用壽命的鋼種。在相同硬度（HRC43）下，其斷裂韌性比3Cr2W8V鋼高30%。用HD鋼制造的銅合金管材擠壓底模和穿孔針的使用壽命較3Cr2W8V鋼提高一倍左右，并在軸承環熱擠沖頭和凹模、汽門擠壓底模上也有成功應用的例子。用Y4鋼制造銅合金擠壓模底模和穿孔針頂頭，模具的使用壽命也比3Cr2W8V鋼制造的模具穩定地提高一倍以上。

5.高溫玻璃模具鋼

玻璃制品模具要求模具材料具有優良的抗高溫氧化性能和冷熱疲勞性能，良好的耐芒硝腐蝕性能，足夠高的強度，良好的拋光性能，并要易于脫模。此類模具常用鑄鐵、合金鑄鐵或3Crl3不銹鋼制造，鋼的性能遠滿足不了實際需要。為此，國內開發了代號為GY的高溫玻璃模具鋼。該鋼是Si-Cr-Mo系預硬鋼，具有良好的冷熱疲勞性能，優異的抗氧化性能，優良的抗熱觸性能和較高的玻璃粘附溫度。該鋼在預硬后（HRC35左右）加工，加工性能良好，尤其適用于制造玻璃熔化或成型溫度較高、表面質量要求高的玻璃制品模具。