热锻模具钢如何选材
发布时间: 2024-10-22
热锻模具钢的选材是一个复杂的过程,需要考虑多个因素以确保模具能够满足特定的使用要求。以下是一些关键的选材思路:
一、模具的工作条件
工作温度:热锻模具工作温度高,通常在500~600℃之间,因此模具钢必须具有良好的高温性能。
载荷与冲击力:模具在工作过程中会受到较大的载荷和冲击力,因此模具钢必须具备足够的强度和韧性。
磨损与腐蚀:模具在使用过程中会发生磨损,并可能与腐蚀性液体接触,因此模具钢需要具有耐磨性和抗腐蚀性。
二、模具钢的性能要求
红硬性:红硬性是指模具在高温下保持高硬度的能力。对于热锻模具来说,红硬性至关重要,因为它直接影响到模具的耐磨性和使用寿命。
高温强度:高温强度是指模具在高温下抵抗变形和断裂的能力。高温强度高的模具钢能够更好地承受热锻过程中的载荷和冲击力。
韧性:韧性是模具钢抵抗冲击和断裂的能力。韧性好的模具钢能够更好地适应热锻过程中的复杂应力状态,避免过早开裂和失效。
抗热疲劳性:抗热疲劳性是指模具在反复加热和冷却过程中抵抗热应力和热裂纹的能力。对于热锻模具来说,抗热疲劳性也是非常重要的性能指标。
三、选材建议
合金类热锻模具钢:如5CrNiMo和5CrMnMo,这两款材料合金总量较低,抗冲击韧性好,模具不易开裂,主要用于锤锻模具及作为要求堆焊的热锻模具的基层。
耐热性能好且韧性佳的热作模具钢:以H13为代表,合金成分是4Cr5MoSiV1,韧性好、抗高温软化性能佳、价格便宜,是热锻模具中常用且用量大的模具钢。但需要注意的是,H13模具的使用寿命相对较短。
耐热型的热锻模具钢:以3Cr2W8V为代表,含钨量高,红硬性好、抗高温软化性能好,但模具易开裂。随着对热锻模具性能要求的提高,出现了HD和8418这两款材料,它们耐热、合金含量在2.2%~2.3%之间,韧性好、抗冲击,是仅次于H13的常用模具钢。
高硬度高韧性的热锻模具钢:对于要求极其耐热且要高硬度高韧性的热锻模具,如不锈钢热锻模具和红冲模具冲头,可以选择硬度HRC55~60的8566模具钢或W360模具钢。这些模具钢红硬性好、硬度高、具备一定韧性、抗热磨损性能好、模具使用寿命长。
此外,在选择热锻模具钢时,还需要考虑模具的具体形状和尺寸、生产成本以及加工难度等因素。例如,深坑非对称零件的热锻模具用料可以考虑8433模具钢或QRO90模具钢;浅坑零件的热锻模具用料,如刀剪、扳手等铁质工具类产品,可以选择高硬度热锻模具钢,如硬度HRC54~58的LG模具钢。
综上所述,热锻模具钢的选材是一个综合考虑多个因素的过程。通过合理选择模具钢材料,可以确保模具能够满足特定的使用要求,提高生产效率并降低生产成本。