熱處理是提升模具鋼性能的關鍵環節,通過不同的熱處理工藝,可以改變模具鋼的組織結構,從而獲得所需的性能。淬火是模具鋼熱處理的重要步驟,其目的是使模具鋼獲得馬氏體組織,提高鋼的硬度和強度。在淬火過程中,加熱溫度和保溫時間的控制至關重要。對于大多數模具鋼來說,淬火加熱溫度一般在 800 - 1100℃之間,具體溫度取決于鋼的化學成分。例如,冷作模具鋼 Cr12MoV 的淬火加熱溫度通常在 950 - 1050℃,在此溫度范圍內,能夠使鋼中的合金元素充分溶解到奧氏體中,淬火后獲得高硬度的馬氏體組織。然而,如果加熱溫度過高,會導致晶粒粗大,降低鋼的韌性;加熱溫度過低,則合金元素溶解不充分,影響淬火效果。回火是淬火后必不可少的后續處理工藝,其主要作用是消除淬火應力,調整鋼的硬度和韌性,使模具鋼獲得良好的綜合力學性能。沖壓模具鋼強度高,能承受沖壓過程中的強大壓力。蘇州H13模具鋼批發商
深冷處理(-80 至 - 196℃)是提升冷作模具鋼尺寸穩定性的關鍵工藝,通過將淬火后的殘余奧氏體(含量 10-20%)轉化為馬氏體,減少后續使用中的尺寸變化。Cr12MoV 鋼經 - 196℃液氮深冷處理后,殘余奧氏體含量可降至 5% 以下,室溫放置 6 個月的尺寸變化量≤0.01mm/m,遠低于未深冷處理的 0.05mm/m。深冷處理還能細化碳化物,使模具鋼硬度提升 1-2HRC,耐磨性提高 20%。在精密量規模具中,DC53 鋼經深冷 + 時效處理后,尺寸精度可穩定在 IT3 級,滿足微米級零件的成型要求。實際應用中,深冷處理使冷沖模具的修模周期延長 3 倍,降低生產成本。中山CR12模具鋼量大從優模具鋼的拋光性能佳,能打造出光滑的模具表面。
模具鋼的耐磨性直接關系到模具的使用壽命。在模具工作過程中,與被加工材料之間的摩擦不可避免,良好的耐磨性能夠減少模具的磨損,降低維修和更換成本。例如在粉末冶金模具中,由于粉末在壓制過程中對模具表面的磨損較大,選用具有高耐磨性的模具鋼至關重要。采用含有大量合金碳化物的模具鋼,如 Cr12 型鋼,其碳化物均勻分布在基體中,能夠有效提高模具的耐磨性能,使模具在粉末冶金生產中具有較長的使用壽命。抗沖擊性對于一些承受沖擊載荷的模具鋼來說至關重要。像制造鍛造模具、剪切模具等,模具在工作時會受到瞬間的沖擊力,如果模具鋼的抗沖擊性不足,容易導致模具開裂或損壞。5CrNiMo 鋼是常用的抗沖擊熱作模具鋼,它具有良好的韌性和強度,能夠在承受較大沖擊載荷的情況下,保持模具的完整性。在實際鍛造生產中,5CrNiMo 鋼制造的鍛造模具能夠穩定地工作,確保鍛造工藝的順利進行。
熱疲勞性能是熱作模具鋼的關鍵指標,通常采用熱循環測試(加熱至 600-800℃,空冷至室溫為一個循環)評價其抗熱裂紋能力。H13 鋼經優化熱處理后,可承受 1000 次以上熱循環而無明顯裂紋,而普通 5CrNiMo 鋼能承受 500 次循環。通過掃描電鏡觀察發現,H13 鋼的熱疲勞裂紋擴展速率為 5×10??mm / 次,遠低于 5CrNiMo 鋼的 1.2×10??mm / 次,這與其均勻分布的釩碳化物(VC)阻礙裂紋擴展有關。在實際壓鑄生產中,熱疲勞性能優異的 H13 模具(經 200℃回火)比常規處理的模具壽命延長 40%,尤其適合鋁合金高壓壓鑄(壓射比壓≥100MPa)工況。耐擦傷模具鋼表面硬度高,抵抗擦傷能力強。
模具鋼的磨削性能也不容忽視。對于一些對表面粗糙度要求較高的模具,如塑料模具、光學模具等,良好的磨削性能能夠保證模具表面達到高精度的要求。含有適量合金元素且組織均勻的模具鋼,其磨削性能較好。在磨削過程中,能夠獲得光滑的表面,減少表面缺陷的產生。例如,在制造光學鏡片注塑模具時,使用磨削性能好的模具鋼,能夠保證模具型腔表面的粗糙度達到 Ra0.01 - 0.05μm,滿足光學鏡片的高精度要求。冷作模具鋼在沖壓模具中的應用極為。在汽車車身制造中,大量的沖壓件,如車門、引擎蓋等,都需要使用沖壓模具。使用高性能的冷作模具鋼,如 DC53 鋼,能夠保證沖壓模具在長時間的沖壓作業中,保持模具的精度和表面質量。DC53 鋼相比傳統的冷作模具鋼,具有更高的韌性和耐磨性,能夠有效減少模具的崩刃和磨損現象,提高沖壓件的生產效率和質量。抗咬合模具鋼減少模具與工件間的咬合現象。中山CR12模具鋼量大從優
快速成型模具鋼適合快速制造模具,縮短開發周期。蘇州H13模具鋼批發商
在模具鋼的眾多性能中,硬度與耐磨性緊密相關,且二者對于模具的使用壽命和工作性能起著決定性作用。一般來說,模具鋼的硬度越高,其耐磨性就越好。這是因為在模具工作過程中,較高的硬度能夠有效抵抗工件對模具表面的摩擦和磨損,減少模具表面的材料損耗。例如,在冷作模具鋼中,像 Cr12MoV 鋼經過適當的熱處理后,硬度可達 HRC60 - 62,其在冷沖裁、冷擠壓等工藝中表現出優異的耐磨性,能夠長時間保持模具的尺寸精度,生產出高質量的產品。然而,單純追求高硬度并不一定能實現比較好的耐磨性,鋼中碳化物的形態、分布和數量同樣對耐磨性有著重要影響。合理分布的碳化物能夠起到彌散強化的作用,在模具表面形成堅硬的骨架結構,進一步提高模具的耐磨性能。蘇州H13模具鋼批發商