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无磁高强度模具钢电子工业中的部分磁性元件需用无磁性的模具生产,7Mnl5Cr2A13V2WMo钢的导磁系数很低,强度、耐磨性也良好,但切削加工比较困难。国内开发的无磁模具钢有18Mn12Crl8NiN(代号A18)、8Mnl5Cr18(代号WCG)、50Mnl8Cr4WN(简称50Mn)等。其中50Mn具有低磁导率(μ<1.1H/m),较高强度和良好的加工性能,经1020~1070℃(水冷)固溶处理后,硬度HRC30左右。再经过590℃士10℃时效,硬度上升至HRC35左右。
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热作模具钢的开发情况热作模具大体分为热锻模、热挤压模、压铸模和冲裁模。5CrMnMo、5CrNiMo和3Cr2W8V是热作模具钢中应用量仍然较大的钢种。5CrNiMo主要用于厚度300~400mm的大中型锻模,5CrMnMo适用于厚度在250mm以下的小型锻模。但当用于更大截面或更高温度时,这两种钢存在淬透性、热稳定性、热疲劳性及耐磨性不够的问题。3Cr2W8V的高温强度较高,但钢的热疲劳性较差,韧性也不高,用于压铸模具和铝、铜合金热挤压模具时,模具的使用寿命都较低。国内在热作模具方面先后开发了几十种钢。
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热锻模具钢的合理选用热锻模具钢的性能要求:高的冲击韧度和断裂韧度:对锤锻模具钢,冲击韧度应大于或等于30J/㎝2,冲击韧度是锻模钢的基本性能。为阻止或延缓裂纹扩展而导致模具断裂,还需要锻模钢具有高的断裂韧度。高的高温硬度及高温强度:为热锻模发生早期磨损及变形,模具钢应具有较高的高温硬度和高温强度。高的淬火性:热锻模尺寸较大,要求模具整个截面力学性能均匀一致,如果心部未淬透,则可能形成贝氏体或其他组织,导致模具早期断裂。
在机加工费用中,材料约占15-20%,刀具约占25-35%。用户对刀具的选用也越来越趋向合理,即选用性能与价格比好的刀具。高速钢刀具占主导的领域,如精密零件、复杂零件、成形加工零件的市场也越来越大,对可磨性的要求也越来越高。高速钢-走过一个世纪的钢种,应瞄准特定市场空间,提高自身技术含量,去抗衡其它材料的挑战。中国常用高速钢材料性能表相似ISO牌号淬、回火硬度HRC抗弯强度MPaMJ/m²600℃下的硬度HRC随着少无切削和精密成形技术在我国的发展,对模具材料的性能要求越来越高,一些五十年代以来长期沿用的老钢种已不能满足要求。为此,国内一些大学、研究所、钢厂和模具使用单位相继开发了许多具有优良性能的模具钢,使国内模具的使用寿命得到了很大提高,并使我国模具钢的钢种系列逐渐得到了补充和完善。冷作模具钢的开发情况对冷作模具材料的主要性能要求是:良好的耐磨性,的强度和韧性,高的疲劳寿命,良好的抗擦伤和咬合性能以及良好的工艺性能。九十年代以前,国内常用的冷作模具钢有:碳素工具钢T1OA,合金工具钢9SiCr、9Mn2V、CrWMn、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、5CrW2Si;高速工具钢W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2;轴承钢GCr15;弹簧钢60Si2Mn,渗碳钢20Cr、12CrNi3A;不锈钢3Crl3等。其中用量大的是Cr12、Cr12MoV、T10A、CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15、60Si2Mn和W18Cr4V。为满足生产要求,国内先后研究开发了一系列新型冷作模具钢。