贛州鋼材專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家講述鋼材的冷熱性能度

1，熱作模具的工作條件

　　熱作模具包括錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模三類(lèi)。如前所述．熱作模具工作條件的主要特點(diǎn)是與熱態(tài)金屬相接觸、這是與冷作模具工作條件的主要區別。因此會(huì )帶來(lái)以下兩方面的問(wèn)題：

　?。╨）鋼材批模腔表層金屬受熱。通常錘鍛模工作時(shí)．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(lèi)及澆注溫度有關(guān)。如壓鑄黑色金屬時(shí)模腔溫度可達1000℃以上。這樣高的使用溫度會(huì )使模腔表面硬度和強度顯著(zhù)降低，在使用中易發(fā)生打垛。為此畢節螺紋鋼．對熱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(shí)際上反映了鋼的高回火穩定性。由此便可以找到熱模具鋼合金化的一種途徑，即加入Cr、W、Si．等合金元素可以提高鋼的回火穩定性。

　?。?）模腔表層金屬產(chǎn)生熱疲勞（龜裂）。鋼材熱模的工作特點(diǎn)是具有間歇性．每次使熱態(tài)金屬成形后都要用水、油、空氣等介質(zhì)冷卻模腔的表面。因此．熱模的工作狀態(tài)是反復受熱和冷卻，從而使模腔表層金屬產(chǎn)生反復的熱脹冷縮，即反復承受拉壓應力作用．其結果引起模腔表面出現龜裂，稱(chēng)為熱疲勞現象，由此，對熱模具鋼提出了第二個(gè)基本使用性能要求．即具有高的熱疲勞抗力。一般說(shuō)來(lái)，影響鋼的熱疲勞抗力的因素主要有：

①鋼的導熱性。鋼的導熱性高，可使模具表層金屬受熱程度降低，從而減小鋼的熱疲勞傾向性。一般認為鋼的導熱性與合碳量有關(guān)，含碳量高時(shí)導熱性低，所以熱作模具鋼不宜采用高碳鋼。在生產(chǎn)中通常采用中碳鋼（C0，3％5~0，6％）合碳量過(guò)低．會(huì )導致鋼的硬度和強度下降．也是不利的。

　?、阡摰呐R界點(diǎn)影響。贛州鋼鐵鋼材通常鋼的臨界點(diǎn)（Acl）越高．鋼的熱疲勞傾向性越低。因此．一般通過(guò)加入合金元素Cr、W、Si、引來(lái)提高鋼的臨界點(diǎn)。從而提高鋼的熱疲勞抗力。

　　2，常用熱作模具用鋼

（1）錘鍛模用鋼。一般說(shuō)來(lái)，錘鍛模用鋼有兩個(gè)問(wèn)題比較突出一是工作時(shí)受沖擊負荷作用．故對鋼的力學(xué)性能要求較高，特別是對塑變抗力及韌性要求較高；二是錘鍛模的截面尺寸較大（＜400mm）故對鋼的淬透性要求較高，以整個(gè)模具組織和性能均勻。

常用錘鍛樓用鋼有5CrNiMo、5CrMnMo、5CrNiW、5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。不同類(lèi)型的錘眼模應選用不同的材料。對特大型或大型的錘鍛模以5CrNiMo為好．也可采用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi等。對中小型的錘鍛模通常選用5CrMnMO鋼。

　?。?）熱擠壓模用鋼，鋼材熱擠壓模的工作特點(diǎn)是加載速度較慢，因此，模腔受熱溫度較高，通?？蛇_500一800℃。對這類(lèi)鋼的使用性能要求應以高的高溫強度(即高的回火穩定性）和高的耐熱疲勞性能為主。對ak及淬透性的要求可適當放低。一般的熱擠壓模尺寸較小，常小于70~90mm。

　　常用的熱擠壓模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5％Cr型等熱作模具鋼．其化學(xué)成分如表4，16所示。

　　其中4CrW2Si．既可做冷作模具鋼，又可做熱作模具鋼．由于用途不同，可采用不同熱處理方法。作冷模時(shí)采用較低的淬火溫度（870—900℃）及低溫或中溫回火處理；作熱模時(shí)則采用較高的淬火溫度（一般為950一1000℃）及高溫回火處理。

　?。?）壓鑄模用鋼。從總體上看，壓鑄模用鋼的使用性能要求與熱擠壓模用鋼相近，即以要求高的回火穩定性與高的熱疲勞抗力為主。鋼材所以通常所選用的鋼種大體上與熱擠模用鋼相同．如常采用4CrW2Si．和3Cr2W8V等鋼。但又有所不同如對熔點(diǎn)較低Zn合金壓鑄模．可選用40Cr、30CrMnSi及40CrMo等；對Al和Mg合金壓鑄模，可選用4CrW2Si、4Cr5MoSiV等對Cu合金壓鑄模．多采用3Cr2W8V鋼。