高速鋼(如 W6Mo5Cr4V2)憑借超高的紅硬性(600℃時硬度仍達 HRC60),在精密冷擠壓模具中發揮重要作用。其熱處理工藝極為關鍵:1220-1240℃高溫淬火確保合金元素充分溶解,560℃三次回火促進碳化物析出,終獲得回火馬氏體 + 均勻分布的 MC 型碳化物組織,硬度達 HRC63-65。在微型齒輪冷擠壓模具中,高速鋼模具的使用壽命是 Cr12 鋼的 5-8 倍,可加工出齒形精度達 IT5 級的精密零件。為進一步提升性能,采用粉末冶金高速鋼(如 ASP-60),其碳化物顆粒尺寸≤3μm,分布均勻性提高 50%,沖擊韌性提升 30%,適合制作要求高壽命的精密沖壓模具。耐腐蝕模具鋼適用于潮濕或有腐蝕性介質的模具環境。廣東P20模具鋼
根據回火溫度的不同,可分為低溫回火(150 - 250℃)、中溫回火(350 - 500℃)和高溫回火(500 - 650℃)。低溫回火主要用于冷作模具鋼,能夠在保持高硬度的同時,適當降低淬火應力,提高韌性。中溫回火常用于熱作模具鋼,可使鋼獲得較好的彈性和韌性,同時保持一定的硬度。高溫回火則能使模具鋼的組織更加均勻,消除內應力,提高綜合力學性能,適用于一些對強度和韌性要求較高的模具。例如,熱作模具鋼 H13 在淬火后,通常采用 550 - 650℃的高溫回火,回火次數一般為 2 - 3 次,通過這樣的回火處理,H13 鋼能夠獲得良好的熱疲勞性能、強度和韌性的平衡。退火也是模具鋼常用的熱處理工藝之一,包括完全退火、球化退火和去應力退火等。完全退火主要用于改善模具鋼的切削加工性能,通過將鋼加熱到臨界溫度以上,保溫后緩慢冷卻,使鋼的組織均勻化,降低硬度。球化退火則適用于過共析鋼,如部分冷作模具鋼,其目的是使鋼中的碳化物球化,改善鋼的韌性和切削加工性能,同時為后續的淬火處理做好組織準備。去應力退火主要用于消除模具在加工過程中產生的殘余應力,穩定模具尺寸,防止變形和開裂。廣東P20模具鋼真空熔煉模具鋼減少氣體和雜質含量,提高鋼的質量。
模具鋼的耐磨性直接關系到模具的使用壽命,是模具鋼重要的性能指標之一。在模具工作過程中,與被加工材料之間的摩擦不可避免,尤其是在冷沖壓、冷擠壓等工藝中,模具表面會受到強烈的摩擦和磨損,良好的耐磨性能夠減少模具的磨損量,降低維修和更換成本。模具鋼的耐磨性主要取決于其組織中碳化物的種類、數量、分布以及基體硬度。例如在粉末冶金模具中,由于粉末在壓制過程中會對模具表面產生強烈的擦傷和磨損,選用具有高耐磨性的模具鋼至關重要。Cr12 型鋼屬于高碳高鉻冷作模具鋼,其組織中含有大量均勻分布的 Cr7C3 型碳化物,這種碳化物硬度高達 HV1800-2000,能夠有效抵抗粉末的磨損。某粉末冶金企業使用 Cr12 鋼制造齒輪模具,與使用普通模具鋼相比,模具的磨損量減少了 60%,使用壽命從 1 萬件提升至 3 萬件,降低了生產成本。
中合金冷作模具鋼以 CrWMn 鋼為,它是一種含鉻、鎢、錳的合金工具鋼,具有較高的淬透性和耐磨性,廣泛應用于制造精度要求較高的冷作模具。CrWMn 鋼的淬透性較好,直徑 50mm 的鋼材在油中淬火可獲得全馬氏體組織,淬火后的硬度可達 HRC62-64,經過 200-250℃回火后,硬度仍能保持在 HRC60-62。由于其合金元素的合理配比,在淬火后能形成均勻分布的碳化物(主要是 Cr23C6 和 Fe3W3C),這些碳化物硬度高、分布均勻,提高了模具的耐磨性和尺寸穩定性。CrWMn 鋼常用于制造精度要求較高的冷沖模、冷擠壓模以及量具等,在機械制造、電子等行業有著廣泛的應用。例如在電子元件的沖壓生產中,使用 CrWMn 鋼制造的精密沖裁模,能夠保證沖壓件的尺寸精度達到 ±0.005mm,沖裁斷面粗糙度達到 Ra0.4μm,滿足電子元件的高精度要求。可加工性改良模具鋼降低加工難度,節約加工成本。
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。納米強化模具鋼利用納米級強化相提升性能。DC53模具鋼廠家批發
模具鋼的熱傳導性好,利于模具散熱,保持工作穩定性。廣東P20模具鋼
塑料模具鋼用于塑料成型模具制造,除具備基本強度、硬度與耐磨性外,還有諸多獨特要求。良好的熱穩定性,能在塑料成型過程中的溫度變化下保持尺寸穩定,避免模具變形影響塑料制品精度。耐蝕性好,防止塑料加工過程中產生的腐蝕性氣體或添加劑侵蝕模具。出色的加工性能,便于模具的切削、研磨、拋光等加工操作,以降造成本、提高生產效率。補焊性能良好,在模具出現局部損壞時可方便修復。像預硬型塑料模具鋼 P20,在預硬狀態下具有較好的加工性能與綜合力學性能,被廣泛應用于塑料模具制造。廣東P20模具鋼