熱鍛(duan)(duan)模具(ju)用什么材料 熱鍛(duan)(duan)模具(ju)的(de)熱處(chu)理方法

熱端模具用什么材料

1．已納入國家標準熱作模具鋼

熱作模具鋼(gang)(gang)系(xi)列已納入國家標(biao)準《GB/T1299-2000合金(jin)工具鋼(gang)(gang)》，按主要化(hua)學成分可分為W系(xi)，Cr-Mo系(xi)，Cr-W-Mo系(xi)等(deng)類型。

3Cr2W8V（H21）鋼(gang)，具有高(gao)熱(re)強性(xing)(xing)(xing)、高(gao)熱(re)穩定性(xing)(xing)(xing)、良好的(de)耐磨(mo)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)工藝性(xing)(xing)(xing)能(neng)，工作溫度達到650℃。缺點：碳化物偏(pian)析嚴重，塑性(xing)(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)(xing)、導(dao)熱(re)性(xing)(xing)(xing)、抗(kang)冷熱(re)疲(pi)勞性(xing)(xing)(xing)能(neng)和(he)(he)抗(kang)溶(rong)蝕性(xing)(xing)(xing)能(neng)較差(cha)。我國20世紀50年(nian)代(dai)從前(qian)蘇聯引(yin)進，使(shi)用(yong)壽命不長，且(qie)合金度高(gao)，成本(ben)高(gao)，目前(qian)國外已(yi)基(ji)本(ben)淘汰(tai)。我國由于受鋼(gang)種和(he)(he)技術上的(de)限制，目前(qian)，仍在大(da)批生產和(he)(he)使(shi)用(yong)。

4Cr5MoSiV（H11）及4Cr5MoSiV1（H13）鋼高(gao)淬透性(xing)(xing)和淬硬性(xing)(xing)、高(gao)韌(ren)性(xing)(xing)、高(gao)熱強(qiang)性(xing)(xing)和耐磨性(xing)(xing)，使用溫度590鋼中碳(tan)化物細(xi)小(xiao)分布均勻，抗(kang)冷熱疲勞性(xing)(xing)能和抗(kang)溶蝕性(xing)(xing)能好，冷熱加工性(xing)(xing)能好。H13鋼（H11鋼的(de)改進型）是(shi)目前(qian)國(guo)內熱鐓(dui)鍛鋼、冷鐓(dui)模(mo)套(tao)的(de)主要材料(liao)，也是(shi)通用性(xing)(xing)強(qiang)的(de)熱作模(mo)具鋼，是(shi)代替3Cr2W8V鋼的(de)理想(xiang)鋼材，壽命(ming)可提高(gao)2-3倍。

4Cr3Mo3SiV（H10）鋼(gang)具有高(gao)韌性(xing)，高(gao)的抗(kang)高(gao)溫(wen)軟化性(xing)能和中等水平的抗(kang)磨(mo)性(xing)能。可代替3Cr2W8V鋼(gang)制作熱(re)擠(ji)壓模。4Cr5W2VSi鋼(gang)其熱(re)穩定性(xing)高(gao)于H13、H21鋼(gang)，韌性(xing)介于H13、H21之間。適(shi)當高(gao)速鐓鍛模，使用壽命(ming)比H21鋼(gang)高(gao)0.5-1倍。

3Cr3Mo3W2V（HM1）鋼具(ju)有優良的強韌性(xing)(xing)(xing)，較(jiao)高(gao)熱強性(xing)(xing)(xing)、耐磨性(xing)(xing)(xing)、回火穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)，抗冷(leng)熱疲(pi)勞性(xing)(xing)(xing)能、冷(leng)熱加工性(xing)(xing)(xing)能好，工作溫(wen)(wen)度700℃以(yi)上(shang)。該(gai)鋼通(tong)用性(xing)(xing)(xing)強，適合于(yu)制作在高(gao)溫(wen)(wen)、高(gao)速、高(gao)負(fu)荷、急冷(leng)急熱條(tiao)件下工作的模(mo)具(ju)，其(qi)性(xing)(xing)(xing)能優于(yu)4Cr5W2VSi和3Cr2W8V鋼，模(mo)具(ju)壽(shou)命比3Cr2W8V鋼提高(gao)標準2—3倍。

5Cr4W5MoV（RM2）鋼(gang)工(gong)作溫(wen)度達(da)700℃，具有(you)較(jiao)高(gao)(gao)(gao)的回火(huo)抗(kang)(kang)力和(he)熱穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，高(gao)(gao)(gao)的熱強(qiang)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，高(gao)(gao)(gao)的高(gao)(gao)(gao)溫(wen)硬度和(he)耐(nai)磨性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，但其韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)抗(kang)(kang)熱疲(pi)勞性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能低于H13鋼(gang)。適合于制作有(you)高(gao)(gao)(gao)的高(gao)(gao)(gao)溫(wen)強(qiang)度和(he)抗(kang)(kang)磨損性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能的熱作模(mo)具，可(ke)代替3Cr2W8V鋼(gang)，模(mo)具壽(shou)命可(ke)提高(gao)(gao)(gao)2-4倍。 5Cr4Mo3SiMnVAl（012AI）鋼(gang)工(gong)作溫(wen)度達(da)700℃以上(shang)，具有(you)較(jiao)高(gao)(gao)(gao)的熱強(qiang)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，高(gao)(gao)(gao)溫(wen)硬度，抗(kang)(kang)回火(huo)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、耐(nai)磨性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)抗(kang)(kang)熱疲(pi)勞性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)熱加工(gong)塑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)好，氮化性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能好。可(ke)替代 3Cr2W8V鋼(gang)模(mo)具壽(shou)命可(ke)提高(gao)(gao)(gao)3-5倍。

2．部分熱作模具鋼系列已納入部頒標準

4Cr40Mo2WSiV（YB/T210-1976）鋼具有較高的(de)熱穩定性、韌性、耐(nai)磨(mo)性和抗龜裂性，其穩定性優于4Cr5W2VSi和4Cr5MoSiV1鋼，與(yu)3Cr2W8V鋼相近。

3Cr2W8MoV（JB/T6399-1992）鋼是3Cr2W8V鋼的(de)改進型。 3Cr3Mo3VNb（HB5137-1980）鋼一種超高(gao)強(qiang)韌(ren)(ren)性(xing)熱作模具(ju)鋼，在高(gao)于600℃時，比4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、3Cr2W8V鋼具(ju)有更(geng)高(gao)的(de)高(gao)溫強(qiang)韌(ren)(ren)性(xing)、熱穩定(ding)性(xing)、熱強(qiang)性(xing)、耐(nai)磨性(xing)和抗熱疲勞性(xing)能，冷(leng)熱加工性(xing)能好(hao)。

3．部分試用熱作模具鋼系列未納入標準

3Cr3Mo3V鋼熱穩定性、硬度、耐熱疲勞性能及(ji)韌性等適中。

5Cr4Mo3W2V鋼用作熱壓鍛模。

4Cr3Mo2V鋼(gang)最高溫度達700℃，適合(he)于(yu)熱(re)擠壓模。

4Cr3MoSiV鋼(gang)工作(zuo)溫度(du)達(da)700℃，代號CH75。

3Cr3Mo3W2VRE鋼，在3Cr3Mo3W2V鋼中入0.06%RE,細化晶粒,顯著(zhu)提(ti)高塑性(xing)、韌性(xing)和壽命(ming)。 4Cr5MoWVSi鋼熱(re)強性(xing)優于(yu)(yu)H13鋼，具有良(liang)好的韌性(xing)的抗(kang)熱(re)疲勞性(xing)，代(dai)號H12、適合于(yu)(yu)熱(re)擠壓模(mo)(mo)、鐓鍛模(mo)(mo)。

4Cr3Mo2NiVNb（代號HD）鋼(gang)，各類熱(re)(re)作模(mo)具(ju)；4Cr3Mo2NiVNbB（代號HDB）鋼(gang)，提高(gao)了斷裂韌性和熱(re)(re)疲勞(lao)抗(kang)力。工作溫(wen)度(du)達700℃以上，使用壽命比(bi)(bi)3Cr2W8V鋼(gang)高(gao)2-2.5倍。 5Cr4W3Mo2VSi和5Cr4W3Mo2VNb鋼(gang)，代號50Si、50Nb，基(ji)體鋼(gang)。適合于(yu)熱(re)(re)擠壓(ya)模(mo)。 4Cr5Mo2SiMnV1(代號Y10)和4Cr3Mo3W4VTiNb(代號GR)鋼(gang)，新型熱(re)(re)作模(mo)具(ju)鋼(gang)，使用壽命比(bi)(bi)3Cr2W8V鋼(gang)高(gao)標準2-6倍，適于(yu)制(zhi)造溫(wen)度(du)較高(gao)，與(yu)工件接觸時間(jian)長，易引起(qi)熱(re)(re)變形塌(ta)陷或熱(re)(re)磨損失效的模(mo)具(ju)。

6W8Cr4VTi（代號LM1）和6Cr5Mo3W2VSiTi（代號LM2）鋼，具(ju)有良好的(de)熱強(qiang)性(xing)，高(gao)的(de)等(deng)溫強(qiang)度(du)，高(gao)溫硬度(du)，回(hui)火穩定性(xing)和耐磨性(xing)好。冷熱模(mo)具(ju)兼用鋼，模(mo)具(ju)壽命比(bi)3Cr2W8V鋼高(gao)幾倍(bei)。 4Cr3Mo2MnVB（代號ER8）和4Cr3Mo2MnVNbB(代號Y4)鋼，模(mo)具(ju)壽命是(shi)3Cr2W8V鋼的(de)2-4倍(bei)，熱擠壓模(mo)具(ju)鋼。

熱鍛模具的熱處理方法

熱(re)(re)處(chu)理：一般(ban)模(mo)具的熱(re)(re)處(chu)理溫(wen)度和時間可以參考(kao)〈熱(re)(re)處(chu)理手冊(ce)〉或〈機(ji)械工程(cheng)手冊(ce)〉。需要注意的是

（1）熱(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)應采(cai)用(yong)合理(li)的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)減小(xiao)熱(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)變(bian)形 (一般采(cai)用(yong)多(duo)段加(jia)熱(re)(re)(re)(re)工(gong)藝(yi)，同時防止加(jia)熱(re)(re)(re)(re)開裂)，同時考慮所采(cai)用(yong)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)方式，應避(bi)免(mian)合金元素的(de)(de)(de)蒸(zheng)發(fa)，在(zai)材(cai)料淬透(tou)性允許的(de)(de)(de)條件下，盡(jin)可能采(cai)用(yong)真空熱(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)、氣(qi)體(ti)淬火技術，減小(xiao)熱(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)變(bian)形，避(bi)免(mian)熱(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)后較(jiao)大的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)余量(liang)，導致表面過(guo)熱(re)(re)(re)(re)，影響(xiang)模(mo)具壽命。但對淬硬性較(jiao)差材(cai)料或(huo)存在(zai)高溫(wen)下易揮發(fa)元素的(de)(de)(de)材(cai)料，如(ru)含高Ni 等，宜采(cai)用(yong)鹽浴熱(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)。

（2）推薦采用(yong)超飽和滲(shen)(shen)碳(tan)熱(re)(re)處(chu)理技(ji)(ji)術，即應用(yong)滲(shen)(shen)碳(tan)技(ji)(ji)術，阻止熱(re)(re)處(chu)理表(biao)(biao)面(mian)脫碳(tan)，同時提高表(biao)(biao)面(mian)的(de)耐磨性，并利用(yong)滲(shen)(shen)碳(tan)淬(cui)火(huo)后，表(biao)(biao)面(mian)形成(cheng)高壓(ya)應力，提高模具的(de)疲(pi)勞抗力。

（3）模具(ju)材料(liao)中(zhong)(zhong)一般含有(you)較高的(de)(de)Cr,Mo,V,W,Nb等(deng)高溫、強碳化(hua)物(wu)形成(cheng)元(yuan)素，從而提高模具(ju)的(de)(de)強度、紅硬性等(deng)性能(neng)，在(zai)熱處理回火(huo)處理中(zhong)(zhong)，具(ju)有(you)明顯的(de)(de)二次(ci)硬化(hua)特(te)性，即在(zai)低(di)溫回火(huo)和高溫回火(huo)形成(cheng)兩次(ci)高硬度。因此根據模具(ju)的(de)(de)實際使用溫度范(fan)圍(wei)，可以選擇性應(ying)用回火(huo)溫度，但是對于熱鍛模具(ju)應(ying)采(cai)用高溫回火(huo)工藝，以避免(mian)二次(ci)回火(huo)硬化(hua)效應(ying)導致使用過程中(zhong)(zhong)模具(ju)性能(neng)的(de)(de)降低(di)。

另一方面，也由于模(mo)具材料中一般含(han)有較高的(de)Cr,Mo,V,W,Nb等高溫、強(qiang)碳(tan)化物形成(cheng)元素，具有很強(qiang)的(de)抗回(hui)(hui)火(huo)性(xing)能，因此需要(yao)進(jin)行(xing)多次的(de)回(hui)(hui)火(huo)，避免(mian)回(hui)(hui)火(huo)不充分引(yin)起早期的(de)失效（斷(duan)裂(lie)和龜裂(lie)），一般要(yao)求至(zhi)少2次高溫回(hui)(hui)火(huo)（更多采用三次回(hui)(hui)火(huo)工藝）。