高溫模具材料(耐高溫模具)
今天給各位分享高溫模具材料的知識,其中也會對耐高溫模具進行解釋,現在開始吧!
銅材、鋁合金、鋼材.哪種材料更會適做高溫模具?
銅材、鋁合金、鋼材比較鋼材料更會適做高溫模具,

因為銅材、鋁合金高溫性能不佳。
什么樣的高溫合金可以做模具
你所謂的高溫有多高?一般應用于熱鍛模的鋼材有:3Cr2W8V、
5Cr4W5Mo2V(RM-2)鋼,c為5%,合金元素總的質量分數為12%,碳化物較多,以Fe3W3C為主,比3Cr2W8V鋼具有更高的熱強性、耐磨性及熱穩定性。在硬度為40HRC時熱穩定性可達700℃,但是它的碳化物分布不均勻,韌性較差。可用作精鍛模、熱擠壓模等。
4Cr3Mo2NiVNbB(HD)鋼是專門為適用于熱擠壓黑色金屬和銅合金模具(工作溫度達700℃左右)的新型熱作模具鋼。
用硬質合金作模具材料,硬度和耐磨性比較理想,但韌性差,加工困難。而鋼結硬質合金卻可取長補短。鋼結硬質合金是一種新型的模具材料,是以一種或幾種碳化物(碳化鈦、碳化鎢)為硬質相,以合金鋼(如高速鋼、鉻鉬鋼)粉末為粘結劑,經配料、混料、壓制、燒結而成的粉末冶金材料。其性能介于鋼與硬質合金之間。它既有高的強度、韌性又可進行各種機械加工及熱加工,并具有硬質合金的高硬度(經淬火、回火后可達(68~73)HRC、高耐磨性,因此,極適于制造各種模具。但由于硬質合金和鋼結硬質合金價格貴,且又韌性差,因此宜用鑲嵌件形式在模具中出現,以提高模具的使用壽命、節約材料、降低成本。
常用的鋼結硬質合金牌號有GT35、TLW50、TLMW50、GW50和DT等。
紅沖模具應該用什么耐高溫的材料好點?
制造沖壓模具的材料有鋼材、硬質合金、 鋼結硬質合金、鋅基合金、低熔點合金、鋁青銅、高分子材料等等。目前制造沖壓模具的材料絕大部分以鋼材為主,常用的模具工作部件材料的種類有:碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳 高鉻或中 鉻工具鋼、中碳合金鋼、高速鋼、基體鋼以及硬質合金、 鋼結硬質合金 等等。
1.碳素工具鋼 在模具中應用較多的碳素工具鋼為T8A、T10A等,優點為加工性能好,價格便宜。但淬透性和紅硬性差,熱處理變形大,承載能力較低。
2. 低合金工具鋼 低合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎上加入了適量的合金元素。與碳素工具鋼相比,減少了淬火變形和開裂傾向,提高了鋼的淬透性,耐磨性亦較好。用于制造模具的低合金鋼有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代號CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代號GD)等。
3. 高碳高鉻工具鋼 常用的高碳高鉻工具鋼有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1(代號D2),它們具有較好的淬透性、淬硬性和耐磨性,熱處理變形很小,為高耐磨微變形模具鋼,承載能力僅次于高速鋼。但碳化物偏析嚴重 ,必須進行反復鐓拔 (軸向鐓、徑向拔)改鍛,以降低碳化物的不均勻性,提高使用性能。
4. 高碳中鉻工具鋼 用于模具的高碳中鉻工具鋼有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等,它們的含鉻量較低, 共晶碳化物少,碳化物分布均勻,熱處理變形小,具有良好的淬透性和尺寸穩定性。與碳化物偏析相對較嚴重的高碳高鉻鋼相比,性能有所改善。
5. 高速鋼 高速鋼具有模具鋼中最高的硬度、耐磨性和抗壓強度,承載能力很高。模具中常用的有 W18Cr4V(代號8-4-1)和含鎢量較少的W6Mo5 Cr4V2(代號6-5-4-2,美國牌號為M2)以及為提高韌性開發的 降碳降釩 高速鋼 6W6Mo5 Cr4V(代號6W6或稱低碳M2)。高速鋼也需要改 鍛 ,以改善其碳化物分布 。
6. 基體鋼 在高速鋼的基本成分上添加少量的其它元素,適當增減含碳量,以改善鋼的性能。這樣的鋼種統稱基體鋼。它們不僅有高速鋼的特點,具有一定的耐磨性和硬度,而且抗疲勞強度和韌性均優于高速鋼,為高強 韌性冷作模具鋼 ,材料成本卻比高速鋼低。模具中常用的基體鋼有 6Cr4W3Mo2VNb(代號65Nb)、7Cr7Mo2V2Si(代號LD)、5Cr4Mo3SiMnVAL(代號012AL)等。
7. 硬質合金和鋼結硬質合金 硬質合金的硬度和耐磨性高于其它任何種類的模具鋼,但抗彎強度和韌性差。用作模具的硬質合金是鎢鈷類 ,對沖擊性小而耐磨性要求高的模具,可選用含鈷量較低 的硬質合金。對沖擊性大的模具,可選用 含鈷量較高 的硬質合金。
鋼結硬質合金 是以鐵粉加入少量的合金元素粉末(如鉻、 鉬 、鎢、釩等)做粘合劑,以碳化鈦或碳化鎢為硬質相,用粉末冶金方法燒結而成。鋼結硬質合金 的基體是鋼,克服了硬質合金韌性較差、加工困難的缺點,可以切削、焊接、鍛造和熱處理。 鋼結硬質合金含有大量的碳化物,雖然硬度和耐磨性低于硬質合金,但仍高于其它鋼種,經淬火、回火后硬度可達 68 ~ 73HRC。
沖壓模具材料的選用及熱處理要求
選用沖裁模具材料應考慮工件生產的批量,若批量不大就沒有必要選擇高壽命的模具材料;還應考慮被沖工件的材質,不同材質適用的模具材料亦有所不同。對于沖裁模具,耐磨性是決定模具壽命的重要因素,鋼材的耐磨性取決于碳化物等硬質點相的狀況和基體的硬度,兩者的硬度越高,碳化物的數量越多,則耐磨性越好。
常用沖壓模具鋼材耐磨性 的劣優依次 為碳素工具鋼 — 合金工具鋼 — 基體鋼 — 高碳高鉻鋼 — 高速鋼 — 鋼結 硬質合金 — 硬質合金。
此外還必須考慮工件的厚度、形狀、尺寸大小、精度要求等因素對模具材料選擇的影響。
1.傳統模具用鋼 長期以來,國內薄板沖裁模用鋼為 T10A 、 CrWMn 、9Mn2V、Cr12 和 Cr12MoV 等。
其中 T10A 為碳素工具鋼,有一定強度和韌性。但耐磨性不高,淬火容易變形及開裂,淬透性差,只適用于工件形狀簡單、尺寸小、數量少的沖裁模具
。
T10A 碳素工具鋼的熱處理工藝為: 760~810 ℃水或油 淬, 160~180 ℃ 回火,硬度 59~62HRC 。
CrWMn 、 9Mn2V 是高碳低合金鋼種,淬火操作簡便,淬透性優于碳素工具鋼,變形易控制。但耐磨性和韌性仍較低,應用于中等批量、工件形狀較復雜的沖裁模具。 CrWMn 鋼的熱處理工藝為:淬火溫度 820~840 ℃ 油冷 ,回火溫度 200 ℃,硬度 60~62HRC 。 9Mn2V 鋼的熱處理工藝為:淬火溫度 780~820 ℃ 油冷 ,回火溫度 150~200 ℃,空冷,硬度 60~62HRC 。注意 回火溫度在 200~300 ℃范圍有回火脆性和顯著體積膨脹,應予避開。
Cr12 和 Cr12MoV 為高碳高鉻鋼,耐磨性較高,淬火時變形很小,淬透性好,可用于大批量生產的模具,如硅鋼片沖裁模。但該類鋼種存在碳化物不均勻性,易產生碳化物偏析,沖裁時容易出現崩 刃 或斷裂。其中, Cr12 含碳量較高,碳化物分布不均比 Cr12MoV 嚴重,脆性更大一些。
Cr12 型鋼的熱處理工藝選擇取決于模具的使用要求,當模具要求比較小的變形和一定韌性時,可采用低溫淬火、回火( Cr12 為 950~980 ℃淬火, 150~200 ℃回火; Cr12MoV 為 1020~1050 ℃淬火, 180~200 ℃回火 )。若要提高模具的使用溫度,改善其淬透性和紅硬性,可采用高溫淬火、回火 ( Cr12 為 1000~1100 ℃淬火, 480~500 ℃回火; Cr12MoV 為 1110~1140 ℃淬火, 500~520 ℃回火 )。高鉻鋼在 275~375 ℃區域有回火脆性,應予避免。
2.常用模具新鋼種
為了彌補傳統模具鋼種性能的不足,國內開發或引進了以下性能較好的沖壓模具用鋼:
( 1 ) Cr12Mo1V1 (代號 D2 )鋼 為仿美國 ASTM 標準中的 D2 鋼引進 的鋼種,屬 Cr12 型鋼。由于 D2 鋼中 Mo 、 V 含量增加,細化了晶粒,改善了碳化物的分布狀況,因此 D2 鋼的強韌性(沖擊韌度、抗彎強度、撓度)比 Cr12MoV 鋼有所提高,耐磨性和抗回火穩定性也比 Cr12MoV 更高。可用深冷處理,提高硬度并改善尺寸穩定性。用 D2 鋼制作的沖裁模具壽命要高于 Cr12MoV 鋼模具。 D2 鋼的鍛造性能和熱塑成形性比 Cr12MoV 鋼略差,機械加工性能和熱處理工藝與 Cr12 型鋼相似。
熱鍛模具用什么材料
HMAX系列熱作模具鋼HMAX-DHMAX-D是一種高耐熱中韌性模具鋼,提高了斷裂韌性和抗熱疲勞性能。工作溫度在700℃以上,是一種空冷淬硬的熱作模具鋼,具有高溫韌性和熱穩定性高,耐冷熱疲勞性能和熱磨損性能好的優點。HMAX-D適用于制造加熱溫度高、使用條件苛刻的熱作模具,如黑色金屬和有色金屬的熱擠壓模具和熱精鍛模具。鋼的使用壽命明顯比3Cr2W8V鋼長。HRC48~50
HMAX-RHMAX-R是一種新型熱作模具鋼,具有較高的耐熱性和中等的韌性。其使用壽命比3Cr2W8V鋼高2-6倍。適用于制造溫度高、與工件接觸時間長、易引起熱變形、塌陷或熱磨損失效的模具。良好的熱強度、紅硬性和耐磨性。2.良好的抗熱震性和耐冷熱疲勞性。3.切削性能好,淬火溫度范圍寬,淬透性好。HMA-R鋼軸承內圈成型沖頭)、軸承內圈倒槽沖頭)、軸承內圈成型模具、軸承外圈成型模具、鋼球熱鐓模具、汽車氣門熱鍛模具、汽車彈簧芯軸、汽車起動電機驅動齒輪高速鍛造模具、螺母熱鍛模具、柱塞熱壓沖頭、紫銅熱擠壓模具、自行車曲柄滾鍛模具、縫紉機梭頭等HRC50~55
HMAX-3HMAX-3鋼具有中等耐熱性和高韌性,具有優異的強韌性、高熱強度、耐磨性、回火穩定性、耐冷熱疲勞性和良好的冷熱加工性能,工作溫度在700℃以上。該鋼通用性強,適用于制造高溫、高速、高負荷、急冷急熱條件下工作的模具。其性能優于4Cr5W2VSi和3Cr2W8V鋼,模具壽命是3Cr2W8V鋼的2-3倍。HMAX-3鋼適用于熱鍛模、連桿輥鍛模、軸承套圈毛坯熱擠壓模、高強度鋼精鍛模、中小型機鍛模、高溫輥鍛模、鋁合金壓鑄模等。,效果不錯。HRC48~50
HMAX-4HMAX-4是為銅合金壓鑄、熱鍛、熱擠壓、熱剪切、熱軋模具開發的新型熱作模具鋼。也是中碳超高強度、空冷硬化的耐高溫模具鋼,具有良好的熱強度、紅硬性和耐磨性。HMAX-4模具鋼具有良好的綜合性能,適用于制造加熱溫度高、使用條件苛刻的銅合金壓鑄、熱鍛、熱擠壓、熱剪切和熱軋模具。汽車變速箱同步器銅錐環、銅彎頭、1/2銅閘閥閥體、1銅閘閥閥體外殼壓鑄模具、銅管熱擠壓模具、軸承套圈熱擠壓模具、液態模鍛活塞模具等。是3CR2W8V的3-6倍。HRC52~55
HMA-5兩用基體鋼具有純凈的基體、均勻的退火組織、優異的各向韌性和延展性、良好的耐磨性、良好的熱處理尺寸穩定性、優異的淬透性、良好的抗回火和軟化性能、良好的高溫強度、良好的抗熱疲勞性能、優異的拋光性能、高硬度、高耐磨性和高韌性。
HMAX-5鋼具有優異的沖擊韌性、高耐磨性和高使用硬度。適用于各種熱加工(熱擠壓、壓鑄、復雜型腔熱鍛)模具,主要用于韌性和硬度都很高的熱加工工況。也可用作冷加工模具材料(如重沖壓、冷鍛),還可用于高鏡面、高耐磨、高韌性的復雜型腔塑料模具。也適用于熱模斷面、熱沖壓模具、冷作模具和工作條件惡劣的工程用鋼,如高速熱鍛模具(精密齒輪、曲軸、連桿、閥芯模具、高負荷沖壓模具、滾絲模具等。);也適用于耐磨要求高的增強塑料和壓縮模具;對高溫耐磨性要求高的熱擠壓模具等。
HRC56~58
HMAX-6HMAX-6是一種基體模具鋼,具有很高的耐熱性和韌性,冷熱兩用。硫含量極低(5ppm),基體純凈,組織均勻,沒有大的共晶碳化物,調質后具有優異的沖擊性能,以及高高溫強度和高韌性。
HMAX-6適用于耐磨性極其苛刻的熱鍛工藝(如沖頭)和耐高溫模具(如閥門)。也適用于熱鍛、熱沖壓、熱軋、鐓粗、軸向閉模軋制、熱彎工作條件下的模具或工具。
HRC58~60
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