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熱鍛模具鋼如何選材

發(fā)布時間:   2024-10-22

熱鍛模具鋼的選材是一個復雜的過程,需要考慮多個因素以確保模具能夠滿足特定的使用要求。以下是一些關鍵的選材思路:

一、模具的工作條件

工作溫度:熱鍛模具工作溫度高,通常在500~600℃之間,因此模具鋼必須具有良好的高溫性能。

載荷與沖擊力:模具在工作過程中會受到較大的載荷和沖擊力,因此模具鋼必須具備足夠的強度和韌性。

磨損與腐蝕:模具在使用過程中會發(fā)生磨損,并可能與腐蝕性液體接觸,因此模具鋼需要具有耐磨性和抗腐蝕性。
二、模具鋼的性能要求

紅硬性:紅硬性是指模具在高溫下保持高硬度的能力。對于熱鍛模具來說,紅硬性至關重要,因為它直接影響到模具的耐磨性和使用壽命。

高溫強度:高溫強度是指模具在高溫下抵抗變形和斷裂的能力。高溫強度高的模具鋼能夠更好地承受熱鍛過程中的載荷和沖擊力。

韌性:韌性是模具鋼抵抗沖擊和斷裂的能力。韌性好的模具鋼能夠更好地適應熱鍛過程中的復雜應力狀態(tài),避免過早開裂和失效。

抗熱疲勞性:抗熱疲勞性是指模具在反復加熱和冷卻過程中抵抗熱應力和熱裂紋的能力。對于熱鍛模具來說,抗熱疲勞性也是非常重要的性能指標。
三、選材建議

合金類熱鍛模具鋼:如5CrNiMo和5CrMnMo,這兩款材料合金總量較低,抗沖擊韌性好,模具不易開裂,主要用于錘鍛模具及作為要求堆焊的熱鍛模具的基層。

耐熱性能好且韌性佳的熱作模具鋼:以H13為代表,合金成分是4Cr5MoSiV1,韌性好、抗高溫軟化性能佳、價格便宜,是熱鍛模具中常用且用量大的模具鋼。但需要注意的是,H13模具的使用壽命相對較短。

耐熱型的熱鍛模具鋼:以3Cr2W8V為代表,含鎢量高,紅硬性好、抗高溫軟化性能好,但模具易開裂。隨著對熱鍛模具性能要求的提高,出現(xiàn)了HD和8418這兩款材料,它們耐熱、合金含量在2.2%~2.3%之間,韌性好、抗沖擊,是僅次于H13的常用模具鋼。

高硬度高韌性的熱鍛模具鋼:對于要求極其耐熱且要高硬度高韌性的熱鍛模具,如不銹鋼熱鍛模具和紅沖模具沖頭,可以選擇硬度HRC55~60的8566模具鋼或W360模具鋼。這些模具鋼紅硬性好、硬度高、具備一定韌性、抗熱磨損性能好、模具使用壽命長。

此外,在選擇熱鍛模具鋼時,還需要考慮模具的具體形狀和尺寸、生產(chǎn)成本以及加工難度等因素。例如,深坑非對稱零件的熱鍛模具用料可以考慮8433模具鋼或QRO90模具鋼;淺坑零件的熱鍛模具用料,如刀剪、扳手等鐵質(zhì)工具類產(chǎn)品,可以選擇高硬度熱鍛模具鋼,如硬度HRC54~58的LG模具鋼。

綜上所述,熱鍛模具鋼的選材是一個綜合考慮多個因素的過程。通過合理選擇模具鋼材料,可以確保模具能夠滿足特定的使用要求,提高生產(chǎn)效率并降低生產(chǎn)成本。