新型冷作模具鋼的種類和特性
? 國內常用的冷作模具鋼牌號很多,除碳素工具鋼外,主要有CrWMn、9SiCr、9Mn2V、6CrW2S1、Cr12和Cr12MoV,有時也可采用60Si2MnA、GCr15以及W6M05Cr4V2、W18Cr4V等。表6—1列出了國內應用較多的新型冷作模具鋼種。接鋼中合金化元素含量及具有的基本性能將其劃分為高碳低合金鋼、高速鋼基體鋼、高碳中鉻耐磨鋼以及改良型高速鋼等不同特性的四類。
??? ①高碳低合金鋼? 屬于此類型的有高強韌低合金冷作模具鋼GD、火焰淬火鋼CH和易切削精密模具鋼8Cr2S等三個鋼號。鋼中含碳量在0.65%~0.85%之間,低于同類老鋼種。主要合金化元素為Cr、Mn、Si和Ni,并用少量強碳化物元素W、Mo、V補充含金化。
??? 這類鋼一般采用淬火、低溫回火,得回火馬氏體基體,彌散分布少量碳化物。這種組織強度高,韌性好,有一定耐磨損性能。常用于工作刃口溫度不高、要求強韌性好的冷擠、冷鐓和沖裁模具。
??? ②高速鋼基體鋼? 此類應用較成功的鋼種有65Nb、LM1、LM2、CG2和OlZAI等。此類鋼具有與高速鋼W6M05Cr4V2、W18Cr4V淬火基體組織相似的化學成分。與高速鋼組織相比,,尺寸細小且分布均勻。這樣既保持了高速鋼的高抗壓強度、紅硬性和商耐磨性能,又提高了韌性和抗疲勞性能,實現了強韌性、紅硬性和耐磨性較好地統一。這類鋼主要用于強韌性和耐磨要求高的場合,如加工難變形材料的模具及大型、復雜、受沖擊載荷大的模具。
??? ③高碳中鉻耐磨鋼? 屬于此類鋼的有120、301、LD、GM和ER5鋼。這些鋼種可視為在高碳高鉻萊氏體鋼的成分基礎上發展起來的一類新型高耐磨鋼。降低了鋼中碳和鉻的含量,以減少共晶碳化物。添加W、Mo、V、Si和N等合金元素,以提高鋼的耐磨性。這類鋼一般經淬火及高溫回火后,具有較強的二次硬化效應和較高的強韌性和耐磨性。主要用于代替Cr12、Cr12MoV及高速鋼模具的應用領域,有較好的技術經濟效益。
??? ④改良型高速鋼屬于此類鋼的有6W6、W9、 M2AI和V3N鋼。這類鋼均由用作材料的W-Mo系通用高速鋼演變而來的。在保證原高速鋼紅硬性和耐磨性的同時,通過合金化元素的調整或添加一些新的元素,以改善高速鋼的韌性和塑性。M2AI和V3N兩鋼種采用Al、N元素補充合金化,使其具有更優異的紅硬性和耐磨性能,達到含Co高速鋼的性能水平,用作生產批量大的高精度沖裁模和冷擠模具,收到很好的使用效果。