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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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时效硬化型塑料模具钢根据制造高精度、复杂塑料模具的需要,国内先后开发的几种时效硬化型塑料模具钢,如10Ni3MnCuAl(代号PMS)、25CrNi3MoAl、Y20CrNi3AlMnMo(代号SM2)、06Ni6CrMoVTiAl(简称06)等。此类钢一般含较低的碳,含Ni、Al、Ti、Cu、MO等合金元素,在固溶后硬度较低(一般HRC≤32),可以被较容易地切削加工,加工后再时效处理,以获得所需要的使用性能。由于时效温度低,时效后模具变形很小,所以适用于制造高精度、复杂的热塑性模具。
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锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11-14%的钢有高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,钢要求更低些。
钢材的概念: 钢是铁、碳和少量其它元素的合金。钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成我们所需要的各种形状、尺寸和性能的材料。钢材是国家建设和实现四化必不可少的重要物资,应用广泛、品种繁多,根据断面形状的不同、一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类
HD钢较一般中碳3%Cr~2%Mo或3%Cr~3%Mo型热作模具钢又增加了1%左右的Ni,进一步提高了钢的韧性和塑性。在相同硬度(HRC43)下,其断裂韧性比3Cr2W8V钢高30%。用HD钢制造的铜合金管材挤压底模和穿孔针的使用寿命较3Cr2W8V钢提高一倍左右,并在轴承环热挤冲头和凹模、汽门挤压底模上也有成功应用的例子。用Y4钢制造铜合金挤压模底模和穿孔针顶头,模具的使用寿命也比3Cr2W8V钢制造的模具稳定地提高一倍以上。