高合金模具钢包括高铬和中铬工具钢、高速钢、基体钢等。这种钢含有较多的合金元素,具有淬透性好、耐磨性高、淬火变形小的特点。
(1)高碳高铬钢
此类钢的成分特点是高铬量、高碳量,是冷作模具钢中应用范围广、数量大的。代表性钢号有Crl2、Crl2MoV、Crl2MolVl (D2)、Crl2W等。
该类钢锻后通常采用球化退火处理,退火后硬度为207~255HB。常用的淬火工艺为:
1)较低温度淬火
将Crl2钢加热到960~980℃,油冷,淬火后硬度为62HRC以上。对Crl2MoV钢,淬火温度为1020~1050℃,油冷,淬火后硬度为62HRC以上。采用此种方法可使钢获得高硬度、高耐磨性和高精度尺寸,用于制作冷冲压模具。
2)较高温度淬火及多次高温回火
对Crl2钢,加热到1050~1100℃,油冷,淬火后硬度为42~50HRC。对Crl2MoV钢,淬火温度为1100~1150℃,油冷,淬火后硬度为42~50HRC。较高温度淬火加上多次高温回火,可以使钢获得高红硬性和耐磨性,用于制作高温下工作的模具。
Crl2型钢淬火后应及时回火,回火温度可以根据要求的硬度而定。对于要求高硬度的冷冲压模具,回火温度在150~170℃之间,回火后硬度在60HRC以上。对要求较高强度、硬度和一定韧性的冷冲压模具,回火温度取250~270℃,回火后硬度为58~60HRC。对于要求高冲击韧性和一定硬度的冷冲压模具,回火温度可以提高到450℃左右,回火后硬度为55~58HRC, Crl2型钢要避开275~375℃的回火脆性区。
(2)高碳中铬钢
主要有Cr6WV钢、Cr4W2MoV钢、Cr6MolV钢。
(3)高速钢
铜或铝零件冷挤压时,模具受力不太剧烈,一般可以采用Crl2型模具钢。但黑色金属冷挤压时,受力剧烈,工作条件十分恶劣,对P20模具钢提出了更高的要求。因此需要采用更高级的模具钢,如高速钢来制造模具。
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