一、6Cr4Mo3Ni2WV模具钢的用途
6Cr4Mo3Ni2WV钢标准GB/T 9943-2008
6Cr4Mo3Ni2WV新型模具钢
6Cr4Mo3Ni2WV化学成分:
C:0.55~0.64
Cr:3.80~4.30
Mo:2.80~3.30
W:0.90~1.30
V:0.90~1.30
Si:≤0.40
Mn:≤0.46
Ni:1.80~2.20。
模具钢的特性 高强度基体钢6Cr4Mo3Ni2WV的代号为CG2,冷热模具兼用钢,该钢具有高的断裂韧性和C型冲击韧性,它的强度性能较好,但该钢退火硬度偏高,锻造塑性较差,退火工艺和锻造工艺要严格按照推荐工艺执行。锻造塑性一般,该钢采用低温回火处理后硬度为60~62HRC,采用高温回火处理后硬度为50~52HRC,因此可用来制作硬度要求不同的冷作、热作模具。从CG2钢奥氏体晶粒度随加热温度升高而长大的状况来看,一般锻造加热温度允许有0~40℃范围的波动。锻制需反复镦拔三次以上。该钢热加工工艺较难掌握,锻造开裂倾向较为严重,在热加工时应给予注意。
(一)冷作模具用途
冷冲裁模具
在汽车零部件制造中,对于一些高强度钢板(如抗拉强度大于1000MPa的高强钢)的冷冲裁模具,6Cr4Mo3Ni2WV模具钢是很好的选择。例如汽车大梁加强板的冲裁模具,由于高强钢冲裁时模具要承受很大的冲裁力,6Cr4Mo3Ni2WV模具钢的高强度和高硬度(淬火回火后硬度可达60 - 63HRC)能保证冲裁模具刃口的强度,使其在冲裁过程中不会出现刃口崩裂或过度磨损的情况,从而确保冲裁件的尺寸精度和质量。
冷挤压模具
在五金工具制造行业,如冷挤压制造螺丝刀等工具的模具。冷挤压过程中,模具要承受极高的压力(可达2500 - 3500MPa),并且模具与被挤压材料之间存在强烈的摩擦。6Cr4Mo3Ni2WV模具钢的高硬度、高强度以及良好的耐磨性,使得模具在冷挤压过程中能够保持良好的形状精度,保证挤压出的五金工具尺寸准确、表面质量好。
(二)热作模具用途
热锻模具
在航空航天零部件的热锻加工中,例如航空发动机的小型零部件热锻模具。热锻时温度较高(可达800 - 1000℃),模具要承受反复的冲击载荷和高温应力。6Cr4Mo3Ni2WV模具钢的高温强度、良好的热疲劳性能和韧性,能够保证模具在这种高温、高冲击的工作环境下正常运行,确保锻造出的航空航天零部件具有良好的尺寸精度和内部质量。
压铸模具
在压铸一些高温合金(如铝硅铜合金)的压铸模具中,6Cr4Mo3Ni2WV模具钢也有应用。压铸过程中,模具要承受合金液的高压冲刷(压铸压力可达50 - 100MPa)、高温(铝硅铜合金压铸温度约为650 - 750℃)以及热循环的影响。该模具钢的特性能够减少模具的变形和热疲劳裂纹的产生,延长模具的使用寿命,提高压铸产品的质量。
二、6Cr4Mo3Ni2WV模具钢的特性
(一)力学性能
高硬度与高强度
6Cr4Mo3Ni2WV模具钢经适当热处理后,具有高硬度(60 - 63HRC)和高强度。在冷作模具应用中,如冷冲裁和冷挤压模具,高硬度保证了模具刃口或工作表面的耐磨性,能够承受巨大的工作压力而不发生过度变形。在热作模具应用中,如热锻和压铸模具,高温下仍能保持一定的强度,能够承受热加工过程中的各种载荷。
良好的韧性
该模具钢具有良好的韧性。在冷作模具中,特别是冷挤压模具,尽管要承受极高的压力,但良好的韧性可以防止模具发生脆性断裂。在热作模具的热锻过程中,良好的韧性有助于模具吸收反复的冲击能量,避免产生裂纹,延长模具的使用寿命。
(二)热学性能
良好的热疲劳性能
6Cr4Mo3Ni2WV模具钢具有良好的热疲劳性能。无论是在热锻模具还是压铸模具中,模具都会经历加热 - 冷却的循环过程。这种模具钢能够承受多次这样的循环而不容易产生热疲劳裂纹。例如在航空发动机零部件热锻模具中,经过多次热锻循环后,6Cr4Mo3Ni2WV模具钢制造的模具仍然能够正常工作,而一些热疲劳性能较差的模具钢可能在较少的循环次数后就出现裂纹。
较好的热稳定性
在高温热作模具应用中,6Cr4Mo3Ni2WV模具钢具有较好的热稳定性。在高温下(如800 - 1000℃的热锻温度或650 - 750℃的压铸温度),其组织结构能够保持相对稳定,不易发生相变和组织粗化,从而保证模具在长时间的高温工作环境下性能稳定。
(三)化学性能
一定的抗腐蚀性
6Cr4Mo3Ni2WV模具钢对一些金属液(如铝硅铜合金液)和工作环境中的介质具有一定的抗腐蚀性。在压铸模具与金属液接触时,它能在一定程度上抵抗金属液的侵蚀。虽然其抗腐蚀性不如专门的耐腐蚀模具钢,但在正常的压铸和热锻工作环境下能够满足生产要求。
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