冷軋模具鋼的選用

冷軋模具鋼的主系列是高硬冷作類，主要用于要求高抗壓和耐磨為主的模具，硬度高于HRC60-62。對于要求耐沖擊、韌性高的模具，硬度低于HRC60- 62，主要用S類和部份A類和普通的調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、熱作模具或基體鋼。對于大型沖壓模，如汽車外型沖壓件，主要用鑄鐵類。簡易或壽命數(shù)量少的用鋅基合金或高分子復(fù)合材料。

高速鋼和超高速鋼在冷作模具中的應(yīng)用迅速增長。主要是有高的"抗壓強度/硬度" 比值。且硬度可在HRC60-70之間選擇，合肥SKD61模具鋼，合肥SKD61模具鋼。

粉末模具鋼有優(yōu)良的耐磨壽命，合肥SKD61模具鋼，硬度不大高HRC60-62，應(yīng)用相當多。

碳素工具鋼在壽命10萬件的沖頭或軟材料沖壓模仍有一定的應(yīng)用范圍。

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強度性能：

（1）硬度硬度是模具鋼的主要技術(shù)指標，模具在高應(yīng)力的作用下欲保持其形狀尺寸不變，必須具有足夠高的硬度。冷作模具鋼在室溫條件下一般硬度保持在HRC60左右，熱作模具鋼根據(jù)其工作條件，一般要求保持在HRC40~55范圍。對于同一鋼種而言，在一定的硬度值范圍內(nèi)，硬度與變形抗力成正比；但具有同一硬度值而成分及組織不同的鋼種之間，其塑性變形抗力可能有明顯的差別。

（2）紅硬性 在高溫狀態(tài)下工作的熱作模具，要求保持其組織和性能的穩(wěn)定，從而保持足夠高的硬度，這種性能稱為紅硬性。碳素工具鋼、低合金工具鋼通常能在180~250℃的溫度范圍內(nèi)保持這種性能，鉻鉬熱作模具鋼一般在550~600℃的溫度范圍內(nèi)保持這種性能。鋼的紅硬性主要取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理工藝。

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     熱作模具鋼的特性：3Cr3Mo3W2V代號HM1，1970年代研制的HM1鋼，在熱穩(wěn)定性、抗熱疲勞性等方面均有所提高，該鋼種已納入GB 1299—85的國家標準模具鋼號，它具有良好的抗熱疲勞性能、抗回火穩(wěn)定性能和良好的冶煉、鍛造、熱處理及機械加工工藝性能，是國內(nèi)綜合性能優(yōu)良、符合我國資源條件的**韌性熱作模具新鋼種，在高溫性能方面明顯優(yōu)于H13鋼。熱作模具鋼的應(yīng)用實例：

      （1）鋁和銅合金壓鑄模、熱擠壓模具等，使用壽命可比3Cr2W8V提高1～4倍。

      （2）適用于高溫、高負荷、急熱急冷條件下的壓力機鍛模、軸承熱鍛凹模、成型滾鍛模。

      （3）**度和高熱強鋼的精密鍛造模。熱作模具鋼具有優(yōu)良的強韌性、較高熱強性、耐磨性、回火穩(wěn)定性、耐冷熱疲勞性能，冷熱加工性能好，工作溫度700℃以上，該鋼通用性強。

 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(guān)。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明顯降低，在使用中易發(fā)生打垛。為此．對熱作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(wěn)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(wěn)定性。

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 H13鋼和3Cr2W8V鋼是我國目前使用廣的兩種熱作模具鋼，其中H13鋼因其良好的綜合力學(xué)性能及抗冷熱疲勞性能，能夠勝任一般模鍛工況的要求。但由于H13鋼作為中耐熱型熱作模具鋼，其工作溫度不宜超過600℃，且淬透性差不利于制造大截面模具，其應(yīng)用受到限制。

3CrW8V鋼是我國較早使用且應(yīng)用廣的**熱性熱作模具鋼，其熱穩(wěn)定性良好，使用溫度可達650℃，但因其冷熱疲勞性能和導(dǎo)熱性差，容易因冷熱疲勞而產(chǎn)生龜裂甚至斷裂。而中合金DM鋼為某科研團隊自主研發(fā)的新型熱作模具鋼?？蒲腥藛T通過3種熱鍛模具鋼熱穩(wěn)定曲線的測定及微觀組織的觀察，對比分析3種鋼熱穩(wěn)定性能的優(yōu)劣及在熱穩(wěn)定過程中微觀組織的變化。熱穩(wěn)定試驗的試樣尺寸為10mm×10mm×15mm，采用S2-5-12箱式爐分別將試樣在580、620、650℃保溫24h，然后采用69-1型洛氏硬度計，按照GB/T230.1-2000測試不同溫度下3種試驗鋼的洛氏硬度值。

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