影响热作模具使用寿命的因素很多,如模具受力条件,受热和冷却情况,模具的形状及尺寸,被加工件材料的性质、形变方式、变形量、变形速度以及润滑条件等。因此,选用热作模具钢材时,应充分考虑到达些因素的影响,合理选用,确保热作模具的使用寿命。
中、小型锤锻模通常选用5crmnmo钢制造;大型锤锻模及如复杂的锤锻模通常选用4crmnsimov和5crnimo钢制造。对于工作条件苛刻,要求具有更高热稳定性的压力机锻模,宜选用3cr2w8v、4cr5mosiv和4cr5w2siv等钢制造。为了节省锻模钢材,对于小型锻模可采取镶块法制造,即锻模型腔用锻模制造,而模框则用45钢制造;对于大型锤锻模,可采用铸钢电渣法制造。
热顶锻模对抗氧化性能和热疲劳性能的要求比一般锤锻模高,通常选用合金元素含量较高的钢种,如4cr5mosiv、4cr5w2siv、5cr4mo2w2vsi、3cr2w8v等制造。
高速锻造摸具通常选用5crmnmo、5crnimo、3cr2w8v、4cr5mosiv、4cr5w2siv和4cr3mo2w4vtinb等。其中,5crmnmo钢—般制造小型高速锤锻模;5crnimo钢作开式的高速锤锻模;而3cr2w8v钢则用于制造要求较高的高温强度和较高回火稳定性,但对耐热废劳性能要求不高的模具。4cr5mosiv、4cr5w2siv钢的冲击韧性和耐热疲劳性能较好,广泛地用于制造高速锻造模具,但是回火稳定性仍不够理想。目前,也有采用高温综合机械性能优良的4cr3mo2w4vtinb钢制造高速锤锻造模具的,使用效果良好。
对于生产轻金属及其合金(铝、锌及其合金等)的热挤压模,由于工作温度较低,尤其是对于那些容易引起开裂、带尖角或薄壁的形状复杂的模具,宜选用韧性较好的热作模具钢,如4cr5mosiv、4cr5mosiv1等,或将模具的硬度降低到比一般模具低hrc4~5的程度。用于挤压钢、铜及铜合金的摸具,由于工作温度高,要求模具材料具有较高的高温强度,—般选用高温强度较好的热作模具钢,如3cr2w8v、4cr3mo3w2v;也有选用高强度耐热钢,如cr14ni25tiv等。
温热挤压是近十多年来发展的热成形新工艺,其模具工作温度较低,急冷急热没有锤锻模那么剧烈,而耐磨性则要求较高,因此,—般选用w18cr4v、w6mo5cr4v2、6w6mo5cr4v、
6cr4w3mo2vnb等钢种制造。
表1-5列举了各种类型的热作模具钢的选用。
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