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按化学成分分类碳素钢:是铁和碳的合金。据中除铁和碳之外,含有硅、锰、磷和硫等元素。按含碳量不同可分为低碳(C0.60%)钢三类。碳含量小于0.04%的钢称工业纯铁。普通低合金钢:在低碳普碳钢的基础上加入少量合金元素(如硅、钙、钛、铌、硼和稀土元素等,其总量不超过3%)。而获得较好综合性能的钢种。合金钢:是含有一种或多种适量合金元素的钢种,具有良好和性能。按合金元素总含量不同可分为低合金(总量10%)钢三类。
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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。
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10Ni3MnCuAl,代号PMS,经850士20℃固溶后,硬度为HRC30~33。经500℃左右时效后,弥散析出硬化相Al3Ni,基体硬度随升至HRC38~43。该钢具有优良镜面加工性能,模具表面粗糙度可达Ra0.05μm,适用于制造要求高镜面、高精度的各种热塑性塑料制品模具,如光学仪器:镜片模具,磁带内外壳和电话机、石英钟、车辆灯具等塑料壳体模具。Y20CrNi3AlMnMo,代号M2,含0.1%左右的S,切削加工性能得到了改善,是一种易切削型号时效硬化塑料模具钢。
通常接冷作模具的使用条件,可以将钢种选择分为以下四种情况:尺寸小、形状简单、轻负荷的冷作模具。例如.小冲头,剪落钢板的剪刀等可选用T7A、T8A、T10A、T12A等碳素工具钢制造。这类钢的优点是;可加工性好、价格便宜、来源容易。但其缺点是:淬透性低、耐磨性差、淬火变形大。因此,只适于制造一些尺寸小、形状简单、轻负荷的工具以及要求硬化层不深并保持高韧性的冷像模等。尺寸大、形状复杂、轻负荷的冷作模具。常用的钢种有9SiCr、CrWMn、GCr15及9Mn2V等低合金刃具钢。这些钢在油中的淬透直径大体上可达40mm以上。其中9Mn2V钢是我国近年来发展的一种不含Cr的冷作模具用钢.可代替或部分代替含Cr的钢。