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铝(Al):铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。硼(B):钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能,提高强度。氮(N):氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性。稀土(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属,但他们的氧化物很象“土”,所以惯上称稀土。钢中加入稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土,可提高耐磨性。冷作模具钢包括制造冲截用的模具(落料冲孔模、修边模、冲头、剪刀)、冷镦模和冷挤压模、压弯模及拉丝模等
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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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4Cr3Mo3W4VNb,代号GR,除Cr、Mo、V和Nb外,又加入了4%W,所以钢的高温强度和热稳定性得到了进一步提高,是中碳铬系热作模具钢中高温强度较高,热稳定性较好的钢种。该钢还具有良好的冷热疲劳性能,该钢适用于制造工作温度600-700C℃的浅型腔中小锻模,也可用于铜合金热挤压模具。除以上30Cr-30Mo型热作模具钢外,国内先后开发的5%Cr系中碳中合金热作模具钢已较大量用于热锻模具,如4Cr5MoVSi、4Cr5MoV1Si等,其中4Cr5MoV1Si具有的韧性和良好的冷热疲劳性能,适用于制造工作温度在600℃以下,对韧性和塑性要求较高的模具。如用4Cr5MoV1Si代替5CrNiMo、5CrMnMo制造汽车连杆、曲轴锻模,模具的使用寿命得到了明显提高;用于制造铝合金压铸模具和铝型材挤压模具,模具的使用寿命较高。另外,该钢还可作塑料模具钢使用。目前,4Cr5MoV1Si钢的优良性能已在国内得到了广泛,应用量已较大。许多大学、研究院所和钢厂不惜花重金对该钢做研究和生产质量改进工作,并就此打出了自己的品牌。
另一牌号的普通高速钢为W9Mo3Cr4V,这是中国近几年发展起来的新品种。强度及热塑性略高于W6Mo5Cr4V2,硬度为HRC63-64,与韧性相配合,容易轧制、锻造,热处理工艺范围宽,脱碳敏感性小,成本更低。这三个牌号的普通高速钢在中国市场的比例分别为:W18Cr4V,16.5%;69%;W9Mo3Cr4V,11%。高性能高速钢具有的硬度和热硬性,这是通过改变高速钢的化学成分,提高性能而发展起来的新品种。它具有更高的硬度、热硬性,切削温度达摄氏650度时,硬度仍可保持在60HRC以上。耐用性为普通高速钢的1.5-3倍,适用于制造加工高温合金、不锈钢、钛合金、高强度钢等难加工材料的刀具。