高热强热作模具钢主要用来制作压铸模、热挤压模、压型模等重要热作模具的工作零件。由于模具与高温工件接触时间较长,因此模具升温较高,易于造成模具型腔堆塌、磨损、表面氧化和热疲劳。因此要求模具有较高的高温性能,加热强性、热疲劳、热熔损、回火抗力、热稳定性等。尤其以高温强度、回火稳定性和断裂韧度为主要考虑指标。
高热强钢以钨钼系热作模具钢为主,钢中钨的质量分数较高,辅以适当的钒,具有明显的二次硬化效果,热硬性、热强性、回火稳定性都较高,能在600~650℃长期服役。属于此类钢的有:3Cr2W8V钢、3Cr3Mo3W2V钢、5Ci4Mo2W2SiV钢、5Cr4Mo3SiMnVAI钢、5Cr4W5Mo2V钢、6Cr4Mo3N2WV钢等,在这里重点介绍3Cr2W8V钢。
3Cr2W8V钢是一种典型的高热强型热作模具钢,是我国热作模具钢的传统用钢,要求有高承载力、高热强性和高回火稳定性的压铸模、热挤压模、压型模等常常选用此钢种。该钢中含有较多的易形成碳化物的铬、钨元素,因此在高温下具有较高的强度和硬度,但其韧性、塑性较差。这种钢的相变温度较高,抵抗冷热交替的耐热疲劳性良好。但这些高温性能与淬火温度有关,随着淬火温度的提高而提高。
热处理工艺如下。退火:①缓慢加热到800~820℃保温2~4h,以≤40℃/h速度冷却到600℃出炉空冷,硬度为207~255HBW。②等温退火时,缓慢加热到830~850℃,保温2~4h,等温温度为720~740℃,保温3~4h,炉冷到500℃出炉空冷,退火硬度≤241HBW。
淬火温度为1050~1150℃,油冷,淬火硬度为50~54HRC。回火温度为550~650℃回火两次,每次2h,回火硬度为40~50HRC。要求有高热强性的模具取上限温度淬火,常在1140~1150℃加热,油冷淬火后的硬度可达55HRC左右,分级淬火后硬度为47HRC左右。淬火加热温度提高,马氏体合金化程度也增高,模具热强性特别好,但韧性稍差,一般用于铜合金和铝合金挤压模、压铸模、压型模等。
5Cr4W5Mo2V钢是我国研制的新型高热强性热作模具钢,代号RM2,该钢具有较高的含碳量,合金元素总质量分数为12%,因而具有较高的硬度、耐磨性、回火抗力及热稳定性。由于有比3Cr2W8V钢高的合金元素含量和碳含量,5Cr4W5Mo2V钢具有高的热强性、热稳定性和耐磨性。
5Cr4W5Mo2V钢的热处理,退火:①球化退火加热温度为900℃,保温2h,炉冷到720~730℃等温4h,炉冷到500℃以下出炉空冷。②快速球化退火为1030~1090℃加热,油冷,然后再860~900℃加热炉冷。
淬火及回火:1080~1120℃油冷淬火,硬度为57~61HRC。
进一步详情请致电,以获得更多有关模具选材、模具热处理工艺及相关的应用信息。


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