[科普中國(guó)]-高耐磨高韌性冷作模具鋼

高耐磨高韌性冷作模具鋼是一種新型冷作模具鋼，高耐磨高韌性冷作模具鋼的成分特點(diǎn)是相比高碳高合金的Cr12鋼適度降低C和Cr的含量，以改善碳化物分布，增加 W、Mo和V 的含量，以增加二次硬化的能力和提高耐磨性，適合制造以磨損為主要失效形式的模具，高耐磨高強(qiáng)韌性冷作模具鋼比 Cr12 鋼具有更好的耐磨性，更長(zhǎng)的使用壽命，適合在高速?zèng)_床和多工位沖床上使用的冷作模具鋼，高耐磨高強(qiáng)韌性冷作模具鋼主要有 GM鋼和 ER5 鋼。

簡(jiǎn)介高耐磨高韌性冷作模具鋼，具有較高的W、Mo 和 V 的含量，可以改變共晶碳化物的種類(lèi)，使碳化物由連續(xù)網(wǎng)狀變?yōu)閿嗬m(xù)網(wǎng)狀，形貌和分布得到改善。錳能抑制和降低鋼的回火脆性釩能顯著細(xì)化鋼的晶粒，提高鋼的綜合力學(xué)性，和改變初生奧氏體的析出溫度和合金凝固溫度范圍，由于錳對(duì)凝固過(guò)程的這些影響，使得含錳較高的冷作模具鋼初生奧氏體枝晶細(xì)化。高耐磨高韌性冷作模具鋼具有很好的綜合性能，用于線切割加工的精密沖裁模及各種用途沖壓模、難加工材料的塑校變形用工具冷鍛，深拉和搓絲用模以及高速?zèng)_裁沖頭等。

代表類(lèi)型GM鋼

GM鋼的C、Cr 的含量只有Cr12 鋼的一半，大大減低了共晶碳化物不均勻程度，適當(dāng)增加W、Mo 和 V 的含量可提高鋼的淬透性、能細(xì)化晶粒和強(qiáng)化二次硬化效果，硬度值高于基體鋼及Cr12 鋼，其抗彎強(qiáng)度高出約 70%，GM鋼其韌性和強(qiáng)度均優(yōu)于Cr12 鋼及高速鋼，硬度和耐粘著磨損能力大大優(yōu)于基體鋼，GM鋼是一種用于制造精密、耐磨、高壽命的冷作模具的新鋼種。

ER5 鋼

ER5 鋼與 GM 鋼有類(lèi)似的性能，ER5 鋼含能提高耐磨性的 C和 V 量較高，其耐磨損性比GM鋼好，比基體鋼有更高的耐磨性和強(qiáng)韌性，ER5 鋼常用于制作精密、重載和高速冷沖模具。

使用性能上主要考慮的因素硬度和紅硬性熱穩(wěn)定性硬度是模具鋼的重要性能指標(biāo)，模具在使用過(guò)程中應(yīng)能在壓應(yīng)力的作用下，保持其形狀和尺寸不會(huì)迅速發(fā)生變化。因此經(jīng)過(guò)熱處理后的模具應(yīng)具有足夠的硬度，如冷作模具硬度一般在HRC600以上。紅硬性是指在受熱或高溫工作條件下，能夠保持組織和性能穩(wěn)定，具有抗軟化能力，在500一600℃條件下，仍保持足夠高的硬度。鋼的紅硬性主要取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理制度，是模具鋼的重要性能指標(biāo)之一。

耐磨性模具在工作中承受相當(dāng)大的壓應(yīng)力和摩擦力，且這種摩擦主要為滑動(dòng)摩擦，其摩擦情況非常復(fù)雜，要求模具在這種條件下仍能保持尺寸和形狀不變。模具的耐磨性不僅取決于鋼的成分、組織和性能，而且與工作溫度、載荷壓力狀態(tài)、潤(rùn)滑介質(zhì)等有較大的關(guān)系。提高鋼的硬度，有利于提高鋼的耐磨性，但到了一定硬度值之后，再提高硬度對(duì)提高耐磨性所起的意義就不顯著了。

強(qiáng)度和韌性模具在工作中承受較大負(fù)荷及沖擊、震動(dòng)、扭轉(zhuǎn)和彎曲等復(fù)雜應(yīng)力，重負(fù)荷的模具往往由于強(qiáng)度不夠、韌性不足，造成模具邊緣或局部斷裂而提前損壞。因此，使模具鋼保持足夠的硬度和韌性，有利于延長(zhǎng)模具壽命。同時(shí)，鋼的晶粒度和鋼中碳化物的數(shù)量、大小及分布情況以及殘余奧氏體量等，均對(duì)鋼的強(qiáng)度和韌性有很大的影響。例如，隨著鋼中晶粒的長(zhǎng)大和碳化物分布不均勻度的增加，鋼的強(qiáng)度下降，而對(duì)韌性的削弱更為明顯1。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

楊明 - 副教授 - 西南大學(xué)