高耐磨高韌性冷作模具鋼

高耐磨高韌性冷作模具鋼

高耐磨高韌性冷作模具鋼是一種新型冷作模具鋼,高耐磨高韌性冷作模具鋼的成分特點是相比高碳高合金的Cr12鋼適度降低C和Cr的含量,以改善碳化物分布,增加 W、Mo和V 的含量,以增加二次硬化的能力和提高耐磨性,適合製造以磨損為主要失效形式的模具,高耐磨高強韌性冷作模具鋼比 Cr12 鋼具有更好的耐磨性,更長的使用壽命,適合在高速沖床和多工位沖床上使用的冷作模具鋼,高耐磨高強韌性冷作模具鋼主要有 GM鋼和 ER5 鋼。

簡介

高耐磨高韌性冷作模具鋼,具有較高的W、Mo 和 V 的含量,可以改變共晶碳化物的種類,使碳化物由連續網狀變為斷續網狀,形貌和分布得到改善。錳能抑制和降低鋼的回火脆性釩能顯著細化鋼的晶粒,提高鋼的綜合力學性,和改變初生奧氏體的析出溫度和合金凝固溫度範圍,由於錳對凝固過程的這些影響,使得含錳較高的冷作模具鋼初生奧氏體枝晶細化。高耐磨高韌性冷作模具鋼具有很好的綜合性能,用於線切割加工的精密沖裁模及各種用途衝壓模、難加工材料的塑校變形用工具冷鍛,深拉和搓絲用模以及高速沖裁沖頭等。

代表類型

GM鋼

GM鋼的C、Cr 的含量只有Cr12 鋼的一半,大大減低了共晶碳化物不均勻程度,適當增加W、Mo 和 V 的含量可提高鋼的淬透性、能細化晶粒和強化二次硬化效果,硬度值高於基體鋼及Cr12 鋼,其抗彎強度高出約 70%,GM鋼其韌性和強度均優於Cr12 鋼及高速鋼,硬度和耐粘著磨損能力大大優於基體鋼,GM鋼是一種用於製造精密、耐磨、高壽命的冷作模具的新鋼種。

ER5 鋼

ER5 鋼與 GM 鋼有類似的性能,ER5 鋼含能提高耐磨性的 C和 V 量較高,其耐磨損性比GM鋼好,比基體鋼有更高的耐磨性和強韌性,ER5 鋼常用於製作精密、重載和高速冷沖模具。

使用性能上主要考慮的因素

硬度和紅硬性熱穩定性硬度是模具鋼的重要性能指標,模具在使用過程中應能在壓應力的作用下,保持其形狀和尺寸不會迅速發生變化。因此經過熱處理後的模具應具有足夠的硬度,如冷作模具硬度一般在HRC600以上。紅硬性是指在受熱或高溫工作條件下,能夠保持組織和性能穩定,具有抗軟化能力,在500一600℃條件下,仍保持足夠高的硬度。鋼的紅硬性主要取決於鋼的化學成分和熱處理制度,是模具鋼的重要性能指標之一。

耐磨性模具在工作中承受相當大的壓應力和摩擦力,且這種摩擦主要為滑動摩擦,其摩擦情況非常複雜,要求模具在這種條件下仍能保持尺寸和形狀不變。模具的耐磨性不僅取決於鋼的成分、組織和性能,而且與工作溫度、載荷壓力狀態、潤滑介質等有較大的關係。提高鋼的硬度,有利於提高鋼的耐磨性,但到了一定硬度值之後,再提高硬度對提高耐磨性所起的意義就不顯著了。

強度和韌性模具在工作中承受較大負荷及衝擊、震動、扭轉和彎曲等複雜應力,重負荷的模具往往由於強度不夠、韌性不足,造成模具邊緣或局部斷裂而提前損壞。因此,使模具鋼保持足夠的硬度和韌性,有利於延長模具壽命。同時,鋼的晶粒度和鋼中碳化物的數量、大小及分布情況以及殘餘奧氏體量等,均對鋼的強度和韌性有很大的影響。例如,隨著鋼中晶粒的長大和碳化物分布不均勻度的增加,鋼的強度下降,而對韌性的削弱更為明顯。

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