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冷作模具鋼性能要求
(1) 一定的強(qiáng)度和韌性;
模具的強(qiáng)度是指模具零件在工作過程中抵抗變形和斷裂的能力。強(qiáng)度指標(biāo)是冷作模具設(shè)計和材料選擇的重要依據(jù),主要包括拉伸屈服點(diǎn)、壓縮屈服點(diǎn)等。屈服點(diǎn)是衡量模具零件塑性變形抗力的指標(biāo),也是常用的強(qiáng)度指標(biāo)。
為了獲得高的強(qiáng)度,在模具制造過程中,要模具材料的韌性,要根據(jù)模具工作條件來決定,對于強(qiáng)烈沖擊載荷的模具,如冷作模具的凸模、冷鐓模具等,因受沖擊載荷較大,需要高的韌性。對于一般工作條件下的冷作模具,通常受到的是小能量多次沖擊載荷的作用,模具的失效形式是疲勞斷裂,因此模具不必具有過高的沖擊韌度值。
(2)較好的紅硬性&受熱軟化能力
受熱軟化能力反映了冷作模具鋼在承載時溫升對硬度、變形抗力及耐磨性的影響。表征冷作模具鋼受熱軟化抗力的指標(biāo)主要有軟化溫度(℃)和二次硬化硬度(Hrc)。
(3)較強(qiáng)的抗咬合性
咬合抗力實際就是對發(fā)生“冷焊”的抵抗能力。通常在干摩擦條件下,把被試驗?zāi)>咪撛嚇?,與具有咬合傾向的材料(如奧氏體鋼),進(jìn)行恒速對偶摩擦運(yùn)動,以一定速度逐漸增大載荷,此時轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)增大。當(dāng)載荷加大到某一臨界值時,轉(zhuǎn)矩突然急劇增大,這意味著發(fā)生咬合,這一載荷稱為“咬合臨界載荷”。臨界載荷越高,標(biāo)志著咬合抗力越強(qiáng)。
關(guān)于高合金模具鋼的熱處理
高合金模具鋼有含高鉻和中鉻工具鋼、高速鋼、基體鋼等。此類鋼含有較多的合金元素,具有淬透性好、耐磨性高及淬火變形小等特點(diǎn),廣泛用作承受負(fù)荷大、生產(chǎn)批量大、耐磨性要求高及形狀復(fù)雜的模具。
(1)高碳高鉻鋼 此類鋼的成分特點(diǎn)是高鉻量、高碳量,是冷作模具鋼中應(yīng)用范圍最廣、數(shù)量最大的。代表性鋼號有CRL2、CRL2MOV、CRL2MOLVL (D2)、CRL2W等。
該類鋼鍛后通常采用球化退火處理,退火后硬度為207~255HB。
常用的淬火工藝為:1)較低溫度淬火 將CRL2鋼加熱到960~980℃,油冷,淬火后硬度為62HRC以上。對CRL2MOV鋼,淬火溫度為1020~1050℃,油冷,淬火后硬度為62HRC以上。采用此種方法可使鋼獲得高硬度、高耐磨性和高精度尺寸,用于制作冷沖壓模具。2)較高溫度淬火及多次高溫回火 對CRL2鋼,加熱到1050~1100℃,油冷,淬火后硬度42~50HRC。對CRL2MOV鋼,淬火溫度為1100~1150℃,油冷,淬火后硬度為42~50HRC。
較高溫度淬火加上多次高溫回火,可以使鋼獲得高紅硬性和耐磨性,用于制作高溫下工作的模具。 CRL2型鋼淬火后應(yīng)及時回火,回火溫度可以根據(jù)要求的硬度而定。對于要求高硬度的冷沖壓模具,回火溫度在150~170℃之間,回火后硬度在60HRC以上。對要求較高強(qiáng)度、硬度和一定韌性的冷沖壓模具,回火溫度取250~270℃,回火后硬度為58~60HRC。對于要求高沖擊韌性和一定硬度的冷沖壓模具,回火溫度可以提高到450℃左右,回火后硬度為55~58HRC, CRL2型鋼要避開275~375℃的回火脆性區(qū)。