冷作模具钢与热作模具钢成分区别
但 9Mn2V 钢也存在一些缺点如冲击韧性不高，在生产使用中发现有碎裂现象．另外回火稳定性较差，回火温度一般不超过 180 ℃在200 ℃回火时抗弯强度及韧性开始出现低值。
9Mn2V钢可在硝盐、热油等冷却能力较为缓和的淬火介质中淬火。对于一些变形要求严格而硬度要求又不很高的模具，可采用奥氏体等温淬火。
（ 3 ）尺寸大、形状复杂重负荷的冷作模具。须采用中合金或高合金钢．如 Cr12Mo 、 Crl2MoV 、 Cr6WVCr4W2MoV 等，另外也有选用高速钢的。
近年来用高速钢做冷作模具的倾向巴日趋增大、但应指出，此时已不再是利用高速钢所特有的红硬性长处．而用它的高淬透性和高耐磨性。为此．在热处理工艺上也应有所区别。
选用高速钢做冷模具时．应采用低温淬火．以提高韧性。例如 W18Cr4V 钢做刃具时常用的淬火温度为 1280-1290℃。而做冷作模具时，则应采用 1190 ℃的低温淬火。又如 W6Mo5Cr4V2钢．采用低温淬火后可使寿命大大提高、特别是显著减少了折损率。
（ 4）受冲击负荷且刀间单薄的冷作模具。如上所述．前三类冷作模具用钢的使用性能要求均以高耐磨性为主为此均采用高碳过共析钢乃至荣氏体钢。而对有的冷作模具加切边楼、冲裁模等．其对口单薄．使用时又受冲击负荷作用则应以要求高的冲击韧性为主。为了解决这一矛盾．可采取以下措施．①降低合碳量．采用亚共折钢．以避免由于一次及二次碳化物而引起钢的韧性下降；②加入Si ．、 Cr 等合金元素．以提高钢的回火稳定性和回火温度（ 240 一 270℃回火）这样有利于充分消除淬火应力使叽提高．而又不致降低硬度；②加入 W等形成难熔碳化物的元素以细化晶粒、提高韧性。常用的高韧性冷作模具用钢有 6SiCr 、 4CrW2Si ；、 5CrW2Si 等。
3. 充分发挥冷作模具钢性能潜力的途径
在用 Cr12型钢或高速钢做冷作模具时，一个很突出的问题是钢的脆性大．使用中易开裂。为此，必须用充分锻打的方法细化碳化物．除此之外应发展新钢种。发展新钢种的着眼点，应是降低钢的含碳量及碳化物形成元素的数量。近年来国内研制并推广以下几种新钢种、如表4.11 所示。
Cr4W2MoV 钢具有高硬巨、高耐磨性和淬透性好等优点．并具有较好的回火稳定性及综合力学性能．用干制造硅钢片冲模等．可使寿命比Cr12MoV 钢提高 1~3 倍以上但此钢锻造温区范围较窄，锻造河县开裂．应严格控制锻造温度和操作规认 Cr2Mn2SiWMoV钢淬火温度低、淬火变形小、淬透性高．有空淬微变形模具钢之称 7W7Cr4MoV 钢可代 W18Cr4V 和 Cr12MoV钢．其特点是钢的碳化物不均匀性和韧性得到很大的改善。
二、热作模具钢
1. 热作模具的工作条件
热作模具包括锤锻模、热挤压模和压铸模三类。如前所述．热作模具工作条件的主要特点是与热态金属相接触、这是与冷作模具工作条件的主要区别。因此会带来以下两方面的问题：
（ l ）模腔表层金属受热。通常锤锻模工作时．其模腔表面温度可达 300~400 ℃以上热挤压模可达 500 一 800℃以上；压铸模模腔温度与压铸材料种类及浇注温度有关。如压铸黑色金属时模腔温度可达 1000℃以上。这样高的使用温度会使模腔表面硬度和强度显著降低，在使用中易发生打垛。为此．对热模具钢的基本使用性能要**热塑变抗力高，包括高温硬度和高温强度、高的热塑变抗力，实际上反映了钢的高回火稳定性。由此便可以找到热模具钢合金化的**种途径，即加入Cr 、 W 、 Si ．等合金元素可以提高钢的回火稳定性。
（ 2）模腔表层金属产生热疲劳（龟裂）。热模的工作特点是具有间歇性．每次使热态金属成形后都要用水、油、空气等介质冷却模腔的表面。因此．热模的工作状态是反复受热和冷却，从而使模腔表层金属产生反复的热胀冷缩，即反复承受拉压应力作用．其结果引起模腔表面出现龟裂，称为热疲劳现象，由此，对热模具钢提出了**个基本使用性能要求．即具有高的热疲劳抗力。一般说来，影响钢的热疲劳抗力的因素主要有：
①钢的导热性。钢的导热性高，可使模具表层金属受热程度降低，从而减小钢的热疲劳倾向性。一般认为钢的导热性与合碳量有关，含碳量高时导热性低，所以热作模具钢不宜采用高碳钢。在生产中通常采用中碳钢（C0.3%5~0.6% ）合碳量过低．会导致钢的硬度和强度下降．也是不利的。
②钢的临界点影响。通常钢的临界点（ Acl ）越高．钢的热疲劳倾向性越低。因此．一般通过加入合金元素 Cr 、 W 、 Si、引来提高钢的临界点。从而提高钢的热疲劳抗力。
2. 常用热作模具用钢
（ 1）锤锻模用钢。一般说来，锤锻模用钢有两个问题比较突出一是工作时受冲击负荷作用．故对钢的力学性能要求较高，特别是对塑变抗力及韧性要求较高；二是锤锻模的截面尺寸较大（＜400mm ）故对钢的淬透性要求较高，以保证整个模具组织和性能均匀。
常用锤锻楼用钢有 5CrNiMo 、 5CrMnMo 、 5CrNiW 、 5CrNiTi 及 5CrMnMoSiV等。不同类型的锤眼模应选用不同的材料。对特大型或大型的锤锻模以 5CrNiMo 为好．也可采用 5CrNiTi 、 5CrNiW 或5CrMnMoSi 等。对中小型的锤锻模通常选用 5CrMnMO 钢。
（ 2 ）热挤压模用钢，热挤压模的工作特点是加载速度较慢，因此，模腔受热温度较高，通常可达 500 一 800℃。对这类钢的使用性能要求应以高的高温强度 ( 即高的回火稳定性）和高的耐热疲劳性能为主。对 ak及淬透性的要求可适当放低。一般的热挤压模尺寸较小，常小于 70~90 mm 。
常用的热挤压模有 4CrW2Si 、 3Cr2W8V 及 5 ％ Cr 型等热作模具钢．其化学成分如表 4.16 所示。
其中 4CrW2Si ．既可做冷作模具钢，又可做热作模具钢．由于用途不同，可采用不同热处理方法。作冷模时采用较低的淬火温度（870 — 900 ℃）及低温或中温回火处理；作热模时则采用较高的淬火温度（一般为 950 一 1000 ℃）及高温回火处理。
（ 3）压铸模用钢。从总体上看，压铸模用钢的使用性能要求与热挤压模用钢相近，即以要求高的回火稳定性与高的热疲劳抗力为主。所以通常所选用的钢种大体上与热挤模用钢相同．如常采用4CrW2Si ．和 3Cr2W8V 等钢。但又有所不同如对熔点较低 Zn 合金压铸模．可选用 40Cr 、 30CrMnSi 及40CrMo 等；对 Al 和 Mg 合金压铸模，可选用 4CrW2Si 、 4Cr5MoSiV 等对 Cu 合金压铸模．多采用3Cr2W8V 钢。
近年来．随着黑色金属压铸工艺的应用，多采用高熔点的铝合金和镍合金．或者对 3Cr2W8V 钢进行 Cr-Al-SI三元共渗，用以制造黑色金属压铸模。*近国内外还正在试验采用高强度的铜合金作黑色金属的压铸模材料。
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