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冷作模具鋼的成分和性能

發(fā)布時間:   2025-01-24

冷作模具鋼的成分和性能是其應用于金屬冷加工領域的重要基礎。以下是對冷作模具鋼成分和性能的詳細分析:

 

一、成分

冷作模具鋼的成分主要包括碳(C)、鉻(Cr)、錳(Mn)、硅(Si)、鎢(W)、鉬(Mo)、釩(V)等元素。這些元素在鋼中的含量和比例決定了模具鋼的性能特點。

碳(C):碳是模具鋼中最重要的合金元素之一,它可以顯著提高鋼的硬度和耐磨性。冷作模具鋼中的碳含量通常較高,以滿足高硬度和高耐磨性的需求。例如,Crl2型鋼的含碳量為1.45%~2.30%。

鉻(Cr):鉻可以提高鋼的淬透性、耐腐蝕性和抗氧化性。在冷作模具鋼中,鉻的含量通常在11%13%之間,如STD11冷作模具鋼的鉻含量為11.00%13.00%。

錳(Mn):錳可以提高鋼的強度和韌性,同時也有一定的脫氧和脫硫作用。在冷作模具鋼中,錳的含量適中,如STD11冷作模具鋼的錳含量為0.25%~0.50%。

硅(Si):硅可以提高鋼的硬度和耐磨性,同時也有一定的脫氧作用。在冷作模具鋼中,硅的含量通常較低,如STD11冷作模具鋼的硅含量為0.15%~0.35%。

鎢(W)、鉬(Mo)、釩(V):這些元素是碳化物形成元素,可以提高鋼的淬透性、耐磨性和紅硬性。在冷作模具鋼中,這些元素的含量根據具體牌號和應用需求而有所不同。例如,STD11冷作模具鋼中含有0.80%~1.20%的鉬和≤1.00%的釩。

 

二、性能

冷作模具鋼的性能主要包括硬度、耐磨性、強度和韌性、抗疲勞性、抗咬合粘結能力等。

硬度:冷作模具鋼具有較高的硬度,這是其能夠抵抗磨損和保持模具形狀穩(wěn)定性的基礎。硬度高,抗壓屈服強度就高,耐磨性也好。

耐磨性:冷作模具鋼在模具與胚料頻繁摩擦的過程中,需維持低表面粗糙度和高精度,以避免過早失效。模具鋼的硬度和組織結構是影響耐磨性的關鍵因素。

強度和韌性:冷作模具鋼需具備足夠的強度和韌性,以抵御沖擊、重載、偏心彎曲載荷及應力集中等可能導致的破裂和折斷。

抗疲勞性:冷作模具常在交變載荷下工作,疲勞破壞是其主要的失效形式。因此,模具鋼的疲勞強度需滿足工作要求。

抗咬合粘結能力:模具與胚料直接接觸時,高應力和大摩擦力可能導致“冷焊”現象,形成金屬瘤,進而影響后續(xù)加工中工件表面的質量。因此,模具鋼需具備良好的抗咬合能力。

此外,冷作模具鋼還需具備良好的工藝性能,如可鍛性、可加工性、可磨削性以及優(yōu)異的熱處理工藝性能,以滿足模具制造和加工的需求。