热作模具钢的开发情况介绍(
制作热锻模最好用什么材料
制作热锻模最好用什么材料近几年来,我国在研制开发新型模具钢方面做了大量工作,并对部分国外优良热作模具钢进行了国产化研究,为市场提供了优质价廉的模具钢。
下面简单介绍热作模具钢的种类和应用进展概况。
1.已纳入国家标准热作模具钢热作模具钢系列已纳入国家标准《GB/T1299-2000合金工具钢》,按主要化学成分可分为W系,Cr-Mo系,Cr-W-Mo系等类型。
3Cr2W8V(H21)钢,具有高热强性、高热稳定性、良好的耐磨性和工艺性能,工作温度达到650℃。
缺点:碳化物偏析严重,塑性、韧性、导热性、抗冷热疲劳性能和抗溶蚀性能较差。
我国20世纪50年代从前苏联引进,使用寿命不长,且合金度高,成本高,目前国外已基本淘汰。
我国由于受钢种和技术上的限制,目前,仍在大批生产和使用。
4Cr5MoSiV(H11)及4Cr5MoSiV1(H13)钢高淬透性和淬硬性、高韧性、高热强性和耐磨性,使用温度590钢中碳化物细小分布均匀,抗冷热疲劳性能和抗溶蚀性能好,冷热加工性能好。
H13钢(H11钢的改进型)是目前国内热镦锻钢、冷镦模套的主要材料,也是通用性强的热作模具钢,是代替3Cr2W8V钢的理想钢材,寿命可提高2-3倍。
4Cr3Mo3SiV(H10)钢具有高韧性,高的抗高温软化性能和中等水平的抗磨性能。
可代替3Cr2W8V钢制作热挤压模。
4Cr5W2VSi钢其热稳定性高于H13、H21钢,韧性介于H13、H21之间。
适当高速镦锻模,使用寿命比H21钢高0.5-1倍。
3Cr3Mo3W2V(HM1)钢具有优良的强韧性,较高热强性、耐磨性、回火稳定性,抗冷热疲劳性能、冷热加工性能好,工作温度700℃以上。
该钢通用性强,适合于制作在高温、高速、高负荷、急冷急热条件下工作的模具,其性能优于4Cr5W2VSi和3Cr2W8V钢,模具寿命比3Cr2W8V钢提高标准2—3倍。
5Cr4W5MoV(RM2)钢工作温度达700℃,具有较高的回火抗力和热稳定性,高的热强性,高的高温硬度和耐磨性,但其韧性和抗热疲劳性能低于H13钢。
国内外热作模具钢发展现状与趋势
( S c h o o l o f Ma t e r i a l s S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g , S h a n g h a i U n i v e r s i t y , S h ng a h a i 2 0 0 0 7 2 , C h i n a )
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Abs t r a c t :A br ie f i n t r o d uc t i on t o t he ma r k e t a n d pr o d uc t s t a t us o f d i e s t e e l s a t h ome a nd
“ 十二五” 规划 中明确提 出: 在热作模具钢方面 , 要
开 发 具有 自主知 识 产权 的新 型低 成 本 、 高 寿命 热 作
高温 液态金属压制成 型的模具 。热作模具 的工作 特 点是 : 在 一定 的负 荷 下使 炽 热 的 固态 金 属 产 生塑
收 稿 日期 : 2 0 1 3 - 0 7 — 1 0 。 作 者 简介 : 吴晓春( 1 9 6 1 一 ) , 男( 汉族 ) , 湖 北武 汉人 , 教授, 主要 从
高导热高热强热作模具钢的热湿性能分析
高导热高热强热作模具钢的热湿性能分析热作模具钢是一种用于制造高温工作环境下工具和模具的特种钢材,对于模具制造行业的发展起着至关重要的作用。
在模具的使用中,由于工作环境的特殊性和高温、高压的作用,模具钢需要具备较好的高导热性和高热强性能,以确保模具在使用过程中具有稳定的性能和较长的使用寿命。
热导热性是热作模具钢重要的性能指标之一。
热导热性是指物质在温度梯度下传导热量的能力,越高的热导热性能意味着更好的热传导能力,能够更快地将热量传递到模具表面,提高散热效果,避免因局部过热引起的热应力和热膨胀问题。
高导热性对于高温工作环境下的模具尤为重要,能够提高模具的工作效率和使用寿命。
热强性是另一个重要的性能指标。
在高温工作环境中,模具钢需要具备较好的抗高温氧化、抗高温变形和抗高温疲劳开裂等性能,以确保模具在长时间高温下不变形、不断裂和不脱落,保持稳定的形状和尺寸精度。
高热强性能可以保证模具在高温环境中长期稳定使用,并且能够承受较大的压力和变形,避免因高温引起的破损和寿命降低。
同时,由于许多模具在工作过程中会与水或其他液体接触,热作模具钢还需要具备良好的热湿性能。
热湿性能指材料在高温和潮湿环境中的耐腐蚀性能和稳定性能。
由于水或其他液体的存在,高温下材料容易发生氧化腐蚀、腐蚀变形等问题,因此需要选择具备较好的热湿性能的热作模具钢。
热湿性能的优越性能可以延长模具的使用寿命,降低维修成本。
为了达到高导热、高热强和良好的热湿性能,研发人员通常会采取各种手段对热作模具钢进行改进。
首先,在原材料选择上,可以通过调整化学成分来提高材料的导热性和热强性能。
例如,添加导热元素,如铝、镍、铜等,可以显著提高材料的热导热性能;而合理控制碳含量、磷含量、硫含量等元素,则可以提高材料的热强性能。
此外,通过采用精细晶粒化处理、合理的淬火和回火工艺等手段,可以进一步提高材料的导热性和热强性能。
其次,在热处理过程中,可以采用高温回火、多次回火等工艺来改善材料的热强性能。
浅析国内模具新钢种的开发概况
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。 C 2 V的高温强度较高, 3 rW8 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,
钢一般含较低的碳,含 Ni l T 、C 、MO等合金元素, 固溶后硬度 、A 、 i u 在 较低 ( 一般 HRC ≤ 3 ) 可以被较容易地切削加工, 2, 加工后再时效处理,
浅析 国 内模 具新钢种 的开发概 况
孙 亮 唐钢 不锈 钢有 限公 司
【 摘 要 】随 着 少无 切削 和 精 密成 形 技 术在 我 国 的 快 速 发展 ,对 模 具 材 料 的性 能 要 求 越 来 越 高 ,一 些五 十 年 代 以来 长期 沿 用 的老 钢 种 已不 能 完 全满 足要 求 。 为此 ,国 内一 些 大学 、研 究所 、钢厂 和 模 具 使 用 单位 相 继开 发 了许 多 具有 优 良性 能 的模 具 钢 ,使 国 内模 具 的使 用 寿命 得 到 了很 大提 高 , 并使 我 国模 具 钢 的钢 种 系列 逐 渐 得 到 了补 充和 完善 。 【 键词 】 关 模具 新 钢 种 开发
5 r Mo CrMo等中碳低合金钢也作为铝锌合金压铸模具钢使用 。 C Mn 、3 2
3 rW 8 C 2 V的冷 热疲 劳 性能 较 差 , 具的 使 用寿 命 不高 。 内为此 先 后开 发 模 国 了几 个新 型模 具 钢 , 4 r Mo Mn 如 C 3 2 VNb ( B 代号 Y ) 4 rM0 Mn i 4 和 c 5 2 VS ( 号 Y1 )等 代 0
为避免大、 中型精密塑料模具热处理后变形 , 保证模具的精度和使用 性能 , 相继研制开发了预硬化型塑料模具钢 。 此类钢一般是中碳低合金钢,
2024年h13模具钢市场发展现状
H13模具钢市场发展现状引言H13模具钢是一种常用的高温工具钢,具有优异的热处理性能和耐磨性,广泛应用于模具制造行业。
本文将对H13模具钢市场发展现状进行分析。
首先,将介绍H13模具钢的基本特性和应用领域。
然后,将探讨H13模具钢市场供需情况、价格变动趋势以及市场竞争格局。
最后,将提出未来H13模具钢市场的发展趋势和建议。
H13模具钢的基本特性和应用领域H13模具钢是一种铸造工具钢,具有优异的硬度、韧性和耐磨性。
它能够在高温下保持较高的硬度,适合用于制造高温模具和冷冲模具。
H13模具钢广泛应用于汽车、电子、家电、塑料等行业的模具制造中。
H13模具钢市场供需情况在全球范围内,H13模具钢市场供需情况相对平衡。
需求主要来源于模具制造企业和相关行业。
随着汽车、电子和家电等行业的快速发展,对模具的需求不断增长,从而推动了H13模具钢市场的发展。
H13模具钢市场价格变动趋势H13模具钢市场价格受多种因素的影响,如原材料价格、生产成本、市场需求等。
根据市场观察,近年来H13模具钢市场价格整体稳定。
然而,由于原材料价格和生产成本的波动,价格变动仍存在一定程度的不确定性。
H13模具钢市场竞争格局H13模具钢市场竞争激烈,主要厂商包括A公司、B公司、C公司等。
这些公司在技术研发、产品质量和服务等方面都具有一定的竞争优势。
此外,不少小型模具钢厂商也进入了市场,加剧了竞争。
H13模具钢市场未来发展趋势未来,H13模具钢市场将继续保持稳定增长。
随着工业化进程的推进和新兴行业的不断涌现,对模具的需求将继续增加。
此外,高端模具市场的发展也将推动H13模具钢市场的增长。
另外,随着环保意识的增强,对于低碳、绿色的模具钢的需求也会逐渐增加。
结论H13模具钢市场目前发展良好,供需相对平衡,价格相对稳定。
市场竞争激烈,但也存在机遇。
未来,H13模具钢市场将继续稳步增长,投资者可以关注该市场的发展,并根据市场趋势做出相应的投资决策。
以上是对H13模具钢市场发展现状的分析,希望对读者有所帮助。
2023年模具钢发展新趋势
模具钢发展新趋势我国年需模具钢约20万吨,其中5万吨以上的汽车掩盖模具和大型零件压铸模具用钢基本上依靠进口。
最近,上海模具工业协会组织资深专家教授,对当前模具用钢及进展趋势作了调研。
一冷作模具青睐D2等钢种。
近年来,日本、瑞典及我国抚钢、长钢分别开发出SKD11(D2)、Xw-42(D2)、FT32(D)以及A2、01、W3等钢种。
这些新钢种基本掩盖了冷作模具用材。
由于D2钢的V、MO含量高于Cr12MoV钢,具有更好的综合性能,因此受到用户欢迎。
而老的Cr12MoV钢将渐渐被取代。
随着冷冲压制品朝着高精度、高效率、多品种进展,要求模具钢具有较好的耐磨性和韧性?热作模具开发新钢种。
热作模具钢消耗量大,约占模具钢年产量的30%以上。
为了提高热作模具钢的热强性,抗回火稳定性和韧性,国内外又开发出新的钢种。
如瑞典ASSAB的AR0905,在提高热稳定性与韧性的同时,使合金元素的含量更趋合理,被称为合金含量与成本价格最佳协作的钢种。
日本的DH21钢将MO含量提高2%,适当加入Mn含量,改善了钢的高温力学性能,适应大批量生产铝合金压铸模的需要。
上海材料讨论所的Y10钢,主要用于长寿命铝合金压铸模,Y4用于铜合金压铸模,ER8是综合性能优异的通用型热模钢。
这些模具钢在同类模具的使用中,寿命长,因而渐渐被广阔应用。
压铸模推广H13钢。
目前压铸模材料有了很大进展,转变了以往单一使用3CrW8V热作工具钢的状况,而普遍采纳H13钢(4Cr5MoVSi)。
上海交大和上海汽车有色铸造总厂对H13钢生产工艺优化作了讨论,模具寿命提高10倍以上,达到意大利同类模具水平。
塑料模具钢进展快、品种多。
在发达国家如日本,塑料模具钢已占模具钢产量的首位。
由于塑料模具进展迅猛,带动了塑料模具钢的进展。
其主要类型有:1.非合金塑料模具钢。
一般采纳中碳结构钢如S50C,相当于我国50#碳结钢。
日本大同特别钢公司的PXZ钢属易切削钢种,主要用于制造通用塑料制品模具。
国内外热作模具钢的研究进展
国内外热作模具钢的研究进展热作模具钢是一种用于制造热作模具的钢材,主要用于高温成型、锻造和压铸等工艺。
由于热作模具在工作过程中需要承受高温、高压和高摩擦力的作用,因此对热作模具钢的性能要求较高。
本文将综述近年来国内外热作模具钢的研究进展,以期为相关领域的研究提供参考。
在国外,热作模具钢的研究主要集中在生产工艺、材料制备和性能评估方面。
近年来,随着计算机技术和材料科学的不断发展,国外研究者利用模拟仿真技术对热作模具钢的生产和制备过程进行优化,取得了显著的成果。
在生产工艺方面,研究者通过调整冶炼、浇注和热处理等工艺参数,改善热作模具钢的内部组织和力学性能。
例如,采用真空熔炼技术制备的高纯净度热作模具钢,能够有效提高模具的韧性和耐磨性能。
通过应用快速冷却技术,可以获得具有细小晶粒组织和超高热强性的热作模具钢。
在材料制备方面,研究者致力于开发新型热作模具钢及其复合材料。
例如,日本住友金属公司研制的新型热作模具钢SUMITUBE,具有优良的抗高温氧化性能和较低的模温,有利于延长模具的使用寿命。
美国钢铁公司开发的具有高韧性、高耐磨性的热作模具钢H13A,也在航空、汽车等领域得到了广泛应用。
在性能评估方面,研究者主要材料的力学性能、抗疲劳性能和抗断裂性能等方面的研究。
通过开展系统的实验测试和数据分析,研究者建立了材料的本构模型和失效准则,为热作模具的设计和优化提供了重要依据。
研究者还利用有限元分析(FEA)等方法,对模具的应力分布、温度场和磨损行为等进行模拟分析,为改进模具设计和优化生产工艺提供了有效手段。
国内的热作模具钢研究主要集中在钢铁研究总院、北京科技大学、上海交通大学、华南理工大学等高校和科研机构。
研究领域涵盖了材料制备、性能评估和改性处理等方面,取得了一系列重要成果。
在材料制备方面,国内研究者通过引进先进的冶炼、浇注和热处理设备,不断优化生产工艺,成功开发出多个新型热作模具钢。
例如,北京科技大学研发的GT35新型热作模具钢,具有良好的高温强度、韧性和抗疲劳性能,已广泛应用于锻造、压铸等领域。
模具工程材料 第3章 热作模具钢
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3.2 高韧性热作模具钢
3.工艺性能 (1)锻造 锻坯加热温度1100℃~1150℃,开锻温度 1050℃~1100℃,终锻温度800℃~850℃,砂冷或坑冷 (2)退火 退火工艺曲线如图3-1、图3-2所示。 (3)淬火、回火工艺 淬火预热温度600 ℃ ~650 ℃ ,加热温度830 ℃ ~860 ℃ ,油淬。回火工艺见表3-5。
3.2.4 3Cr4MoWVNi
该钢具有二次硬化效应,经600°C回火后,仍能保持较高 的硬度(45-50HRC),回火温度高于620°C后硬度才急剧下 降,因而其稳定性较高。 1.临界点 该钢的临界点为Ac1 816℃、Ac3 833℃和Ms 68℃ 2.力学性能 3Cr2MoWVNi钢室温及高温力学性能见表3-9。
(4)回火 大型锻模回火温度620℃~660 ℃ ,硬度38~42 HRC; 中型锻模回火温度610 ℃ ~630℃,硬度41~44 HRC;小 型锻模回火温度470℃~610 ℃ ,硬度38~ 42 HRC
4.实际应用 此钢适用于大、中型锻模,也适用于中、小型锻模。
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3.2 高韧性热作模具钢
第3章 热作模具钢
3.1 热作模具钢的分类及钢号 3.2 高韧性热作模具钢 3.3 高热强性热作模具钢 3.4 高热韧性热作模具钢 3.5 热作模具钢热处理 3.6 陶瓷型精铸锻造模具及热处理 3.7 铸钢堆焊制模和电渣熔铸模具及热处理
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3.1 热作模具钢的分类及钢号
3.1.1 热作模具钢的分类
热作模具钢按用途可以分为热锻模用钢、热挤压模用钢和 压铸模用钢,有可细分为锤锻模用钢、机锻模用钢、热挤压模 用钢、热锻模用钢、热冲裁模用钢和压铸模用钢。
3.工艺性能 (1)锻造 钢坯锻造加热温度1 100℃~1 150℃,开锻温度 1050℃~1 100℃,终锻温度800℃~850℃、锻后缓冷 (坑冷或砂冷),注意防止模具开裂。
冷作模具钢和热作模具钢
冷作模具钢和热作模具钢冷作模具钢和热作模具钢是常见的两种模具钢材料,它们在模具制造和使用过程中具有不同的特点和应用领域。
本文将详细介绍冷作模具钢和热作模具钢的特点、性能以及应用方面的差异。
一、冷作模具钢1. 特点:冷作模具钢主要用于制造在室温下工作的模具,具有以下特点:- 冷硬性好:冷作模具钢经过冷处理后,具有良好的硬度和耐磨性,能够在较大的应力下工作。
- 优异的加工性能:冷作模具钢具有较好的加工性能,可以进行切削、钻孔、铣削等加工操作。
- 耐腐蚀性:冷作模具钢在常温下具有较好的耐腐蚀性能,不易受到氧化和腐蚀的影响。
- 适用范围广:冷作模具钢适用于制造各种冲压模具、剪切模具、切割刀具等。
2. 性能:冷作模具钢的性能主要取决于其合金化元素和热处理工艺。
一般来说,冷作模具钢具有以下性能:- 高硬度:常见的冷作模具钢具有较高的硬度,一般在50~62 HRC 之间,能够满足模具在工作时对硬度的要求。
- 良好的耐磨性:冷作模具钢经过冷处理后,具有良好的耐磨性能,能够在长时间的使用中保持较低的磨损率。
- 优异的韧性:冷作模具钢在冷处理后保持一定的韧性,能够在受到冲击或振动时不易断裂。
- 较好的切削性能:冷作模具钢具有较好的切削性能,能够在切削过程中减小刀具的磨损。
3. 应用:冷作模具钢广泛应用于各种模具制造和加工领域,其主要应用包括:- 冲压模具:冷作模具钢制成的冲压模具能够在冷压过程中保持较高的硬度和耐磨性,具有较长的使用寿命。
- 塑料模具:冷作模具钢制成的塑料模具具有较好的切削性能,能够在制造塑料制品时保持较高的精度和表面光洁度。
- 剪切刀具:冷作模具钢制成的剪切刀具能够在剪切过程中保持较好的耐磨性和稳定性,具有较长的使用寿命。
二、热作模具钢1. 特点:热作模具钢主要用于制造在高温下工作的模具,具有以下特点:- 耐高温性:热作模具钢具有较高的耐高温性能,能够在高温环境下工作而不失去硬度和耐磨性。
- 较好的塑性:热作模具钢具有较好的塑性,能够在高温下承受较大的应力而不易产生塑性变形。
高导热高热强热作模具钢的组织结构与性能研究
高导热高热强热作模具钢的组织结构与性能研究摘要:随着现代工业的发展,对于热作模具钢的需求日益增加,因此研究和了解热作模具钢的组织结构与性能显得尤为重要。
本文通过对高导热高热强热作模具钢的组织结构与性能进行深入研究,总结了其特点以及适用范围,并探讨了其在工业生产中的应用前景。
1. 引言热作模具钢是一种用于制造热作模具的特殊钢材。
在高温、高压和复杂工况下,钢材需要具备出色的导热性能和热强性能,以保证模具的稳定性和性能。
因此,研究高导热高热强热作模具钢的组织结构与性能对于提高模具的使用寿命和生产效率具有重要意义。
2. 组织结构分析高导热高热强热作模具钢的组织结构通常由奥氏体、碳化物和析出相组成。
其中,奥氏体的含量直接影响到钢材的导热性能,而碳化物和析出相主要起到增强钢材的热强性能和硬度的作用。
因此,通过调整合金元素的含量和热处理工艺,可以有效控制高导热高热强热作模具钢的组织结构,进而影响其导热性能和热强性能。
3. 导热性能分析高导热高热强热作模具钢的导热性能通常通过热导率来评估。
研究发现,提高钢材中奥氏体的含量和尺寸可以显著提高导热性能。
同时,适当的碳含量和碳化物的分布也对导热性能有一定影响。
因此,在制备高导热高热强热作模具钢时,需要合理选择合金元素和热处理工艺,以获得理想的导热性能。
4. 热强性能分析高导热高热强热作模具钢的热强性能通常通过抗热蠕变性能来评估。
研究表明,合适的碳含量和碳化物分布可以有效提高钢材的热强性能。
此外,合金元素的选择和热处理工艺也对热强性能有一定影响。
因此,在设计和制备高导热高热强热作模具钢时,需要综合考虑各种因素,以获得理想的热强性能。
5. 应用前景高导热高热强热作模具钢由于其出色的导热性能和热强性能,在航空航天、汽车制造、电子设备等领域有广泛应用的前景。
特别是在注塑模具、压铸模具和挤压模具中,使用高导热高热强热作模具钢可以提高生产效率和产品质量,并延长模具的使用寿命。
因此,对于高导热高热强热作模具钢的研究和应用具有重要的现实意义和经济意义。
新型高导热高热强热作模具钢的开发与应用
新型高导热高热强热作模具钢的开发与应用随着工业化的发展和工业产品的需求量逐年增加,新型高导热高热强热作模具钢的开发与应用成为了当前研究的热点。
本文将对这一领域进行详细探讨,包括新型高导热高热强热作模具钢的特性、开发技术以及在工业生产中的广泛应用。
新型高导热高热强热作模具钢具有以下几个独特的特性。
首先,它具有良好的导热性能,能够迅速传导加工热量,提高生产效率。
其次,它具有出色的热强度,能够承受高温环境下的工作条件,延长模具的使用寿命。
此外,新型高导热高热强热作模具钢还具有优异的耐磨性、耐蚀性和耐热疲劳性能,能够在复杂的加工环境下保持稳定的性能。
针对新型高导热高热强热作模具钢的开发,目前已经涌现出一些先进的技术。
首先是合金设计技术,通过调整钢材中的合金元素含量和比例,可以改变其微观结构和力学性能,从而提高导热性能和热强度。
其次是热处理技术,通过精确控制材料的加热、保温和冷却过程,可以获得优异的综合性能。
此外,近年来的研究还注重于材料的微观结构调控和表面改性,进一步提高了新型高导热高热强热作模具钢的性能。
在工业生产中,新型高导热高热强热作模具钢得到了广泛应用。
作为一种具有高性能的材料,它可以用于汽车零部件、塑料制品、电子产品和航空航天等领域。
例如,在汽车制造中,利用新型高导热高热强热作模具钢制作引擎缸体、曲轴和齿轮等关键部件,可以提高汽车的动力性能和燃烧效率。
在塑料制品生产中,采用新型高导热高热强热作模具钢模具,可以提高产品的成型质量和生产效率。
此外,在电子产品和航空航天领域,新型高导热高热强热作模具钢的导热性能和稳定性能可以保证产品在高温环境下的正常工作。
尽管新型高导热高热强热作模具钢在开发和应用方面取得了一些进展,但仍然存在一些挑战。
首先是材料的成本问题,目前新型高导热高热强热作模具钢的生产成本较高,限制了其在一些领域的推广应用。
其次是制造工艺的复杂性,需要精密的加工设备和技术,增加了生产成本和周期。
高导热高热强热作模具钢的热性能研究
高导热高热强热作模具钢的热性能研究引言热作模具钢是一种在工业生产中广泛使用的材料,其在高温和高压环境下能够保持较高的强度和稳定性。
然而,随着工业生产对产品质量和效率的不断提升,对于热作模具钢的热性能也提出了更高的要求。
本文将对高导热高热强热作模具钢的热性能进行深入研究,以探索其在工业生产中的应用潜力。
导热性能在热作模具的使用过程中,导热性能是一个重要的性能指标。
高导热性能可以提高热传导效率,从而提升模具的加工效率和产品质量。
为了研究导热性能,我们可以通过测量材料的热导率来评估其导热能力。
高导热能力的热作模具钢通常具有较高的热导率,这意味着它能够迅速传递热能,提高加工效率。
劣化温度高热强度是热作模具钢的重要性能之一。
在高温和高压环境下,模具钢材料可能会失去强度并发生劣化。
为了研究高热强度,可以通过测量其热膨胀系数和热震稳定性来评估它在高温环境下的表现。
高导热高热强度的热作模具钢通常表现出较低的热膨胀系数和良好的热震稳定性,从而保证其在高温环境下的稳定性和耐用性。
热疲劳性能在热作模具的使用过程中,由于频繁的热循环作用,材料会发生热疲劳现象。
热疲劳是指在高温环境下由于周期性的热循环引起的材料变形和破裂。
为了研究热疲劳性能,可以进行热疲劳实验来模拟实际使用条件下的热循环。
高导热高热强度的热作模具钢通常具有较低的热膨胀系数和较好的热疲劳性能,从而能够在频繁的热循环作用下保持稳定的形态和性能。
材料设计与改性为了提高高导热高热强热作模具钢的热性能,材料设计和改性是一种常见的方法。
通过选择合适的合金元素和处理工艺,可以改善材料的热导率和热强度。
例如,添加导热性能较好的合金元素,如铜和铝,可以显著提高材料的导热性能。
同时,通过合适的热处理工艺,例如热处理和表面涂层等,也可以改善材料的热性能。
结论高导热高热强热作模具钢的热性能是其在工业生产中应用的关键因素之一。
通过对导热性能、热强度和热疲劳性能的研究,可以评估材料在高温和高压环境下的表现。
技术研发中心成功开发出H13热作模具钢
产品开发过程 中可能出现的疏松 、 组织偏析和钢锭大头裂纹等缺陷, 生产工艺反复研究 , 经过两个多月的准
备 ,07年 4月 2 日, 制的第一 批 H1 20 2 试 3模具 钢在 棒材 厂锻 打 、 处理完 毕 。经全 面检验 分 析 , 项性 能指 热 各 标均 达到控制 要求 , 高倍组 织与 上钢五 厂相 似 , 基本 上达 到 国内先进 水平 。首批 试制 的 2 .2 产 品 , 户反 2 1t 用 应 良好 , 正在组 织第 二批生 产 。 目前 ( 梁 辉)
捷方便。
橡胶弹簧结构 ( ) 旧
橡胶 弹 簧 结构 ( ) 新
图 3 橡胶 弹簧新 、旧结构对照
如 图 3所 示 ,将 弹簧 作 为金 属 骨 架铸 进 橡 胶 内部 ,提 高 橡 胶 的 弹 性 强 度 ,固 定 螺 栓 由 M8改
为M2 1 并将一端铸在橡胶 内,使螺栓与橡胶成为
4 实施效 果
加热 炉缓 冲挡 板 国产 化改 造于 20 06年 l 2月完
成, 截止 目 已正常运行半年 , 前 撞头使用情况 良好未 进行更换 , 冷梁 未发生 漏水 事故 , 水 而且橡 胶 弹簧性 能良好 , 水冷梁复位准确 , 实现了高速 、 高质量装钢。
5 结 论
改 造不 仅成功 实 现 了设 备 的国产化 而且 结构更
维普资讯
石
明, : 等 步进 式加 热炉 缓冲挡板 国产化 改造
第 3期 ( 总第 19期 ) 2 能准确 复位 ,影 响装钢 。外方设 计 的橡胶 弹簧为 空
行改造 。
固定 在 水 冷 梁 上 ,底 部 的抱 抓 对 固定 作 用 不 大 , 其它 三只抱 抓易撞 断 ,导 致撞 头脱落 。新撞 头 与水 冷梁 之间采 用燕尾 装 配结 构 ( 2 ,不 仅 确 保 水 图 ) 冷 梁 头部 不会 被 撞 坏 ,而且 当撞 头 受 到 冲 击 ,抱 抓 与燕 尾 出现 间 隙 时 ,楔 铁 会 通 过 燕 尾 上 的楔 面 自动 下滑 ,越 撞 越 紧 ,同时 拆 卸 与 装 配 也 更 加 快
热作模具用钢
新型合金元素应用
研究并应用新型合金元素,优 化钢的成分和组织结构,提高 其综合性能。
表面处理技术发展
发展新型表面处理技术,提高 模具的耐磨性、耐腐蚀性和抗 热疲劳性能。
智能化制造
结合先进的信息技术,实现热 作模具用钢的智能化生产和加 工,提高生产效率和产品质量
。
06 热作模具用钢的维护与保 养
使用条件与寿命要求是热作模具用钢选用的重要依据,需要考虑模具的工作环境、温度、压力、耐磨性、抗疲劳 性能等因素。
详细描述
在选用热作模具用钢时,需要了解其使用条件,如工作温度、压力、摩擦磨损情况等。同时,需要考虑模具的寿 命要求,包括耐磨性、抗疲劳性能等,以确保模具在使用过程中能够保持优良的性能和较长的使用寿命。
锻造
锻造工艺是将轧制后的钢材加热至高温,然后通过锻锤或压力机进行塑性变形,以细化 组织、提高力学性能和耐热性。
热处理与表面处理
热处理
热作模具用钢的热处理工艺主要包括淬火和 回火,通过控制加热温度、冷却速度和回火 温度,以获得所需的硬度和韧性。
表面处理
表面处理工艺主要包括喷丸强化、渗碳淬火 和氮化处理等,以提高模具表面的硬度和耐 磨性,延长使用寿命。
采用表面强化技术,如渗碳、渗氮等, 提高模具表面的硬度和耐磨性,延长 使用寿命。
优化热处理工艺
通过合理的热处理工艺,改善模具的 组织结构和性能,提高其抗疲劳性和 韧性。
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特性
具有优良的耐热性、耐磨性和韧 性,能够承受高温和高压,保持 较高的硬度和强度,同时具备良 好的抗疲劳性能和抗氧化性能。
分类与应用
分类
根据用途和性能要求,热作模具用钢 可分为多种类型,如H13、 3Cr2W8V等。
热成型钢行业发展概况
热成型钢行业发展概况
热成型钢是一种通过将钢板加热至奥氏体转变温度以上,然后进行成型加工,再在冷却过程中得到所需强度和性能的钢种。
这种材料广泛应用于汽车、建筑、造船、航空航天等产业,因为其具有高强度、轻量化、耐磨、耐腐蚀等特点。
近年来,随着全球环保意识的提高和能源消耗的减少,热成型钢行业的发展趋势愈发明显。
由于其优异的力学性能和节能环保的特性,热成型钢在汽车轻量化、建筑节能等领域的应用越来越广泛。
从全球范围来看,热成型钢行业的发展呈现出以下特点:
市场需求持续增长:随着全球经济的发展和人口的增长,对汽车、建筑等产品的需求不断增加,从而推动了热成型钢市场的需求增长。
技术创新不断涌现:为了满足市场的多样化需求,热成型钢生产技术不断进步,新型的热成型钢不断涌现。
同时,为了提高产品的性能和降低成本,各企业也在积极研发新的生产工艺和技术。
产业布局持续优化:随着全球经济的发展和产业结构的调整,热成型钢产业的布局也在不断优化。
企业逐渐向具有成本优势和资源优势的地区转移,同时一些落后的产能也逐渐被淘汰。
环保要求日益严格:随着全球环保意识的提高,对热成型钢生产过程中的环保要求也越来越严格。
各企业需要采取有效的环保措施,
减少生产过程中的污染物排放,推动产业的绿色发展。
总之,热成型钢行业的发展趋势比较明显,未来市场前景广阔。
同时,各企业也需要不断进行技术创新和环保投入,以适应市场的变化和满足可持续发展的要求。
模具钢行业现状与发展方向分析
模具钢行业现状与发展方向分析一、模具钢行业概述模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种。
模具是机械制造、无线电仪表、电机、电器等工业部门中制造零件的主要加工工具。
模具钢大致可分为:冷轧模具钢、热轧模具钢和塑料模具钢三类,用于锻造、冲压、切型、压铸等。
由于各种模具用途不同,工作条件复杂,因此对模具用钢,按其所制造模具的工作条件,应具有高的硬度、强度、耐磨性,足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。
由于这类用途不同,工作条件复杂,因此对模具用钢的性能要求也不同。
二、模具钢行业现状近年来,我国钢铁行业整体产业结构持续调整,模具钢行业也受到较大影响。
数据显示,2017-2019年,我国模具钢产能呈下降走势,2019年中国模具钢生产企业产能约为225.6万吨,同比下降4.49%。
从产量来看,2015-2019年我国模具钢产量呈逐年下降趋势,2018年中国重点优特钢企业模具钢产量为57.5万吨,2019年,我国重点优特钢企业模具钢总产量为54.7万吨,同比下降4.87%。
从分区域钢厂产能产线分布情况来看,中国模具钢生产企业依旧高度集中于华东、华中、东北这三个区域,其中,华中地区共计17家,排名第一;华东和华北地区分列二三位,企业数量分别为16家和11家。
目前模具钢生产企业市场份额较大的是宝武特冶、东北特钢、长城特钢、天工国际、大冶特钢等钢厂。
从产业链下游来说,模具及模具钢主要应用于汽车行业,占比高达35%;其次是家电和电子行业,占比均为20%;此外,建材行业占比15%,其他行业占10%。
我国的高端模具产业长期依赖进口材料支持其发展,无形中提高了模具产业特别是高端模具产业供应链的危险系数。
政治局会议提出提升国内大循环的主体地位,维护产业链供应链安全稳定,补齐关键环节。
为了提高我国模具行业的安全系数,支持我国模具产业健康平稳地发展,我国亟需改善高端模具钢几乎依赖进口的局面。
我国模具钢产业要补齐短板和功课:(1)高端化:加强新产品开发,提高模具钢性能,同时促进品种规格多样化、制品化;(2)专业化:形成专业化模具钢生产;(3)品牌化:以质量树立模具钢品牌。
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2.热作模具钢的开发情况
1、常用的热作模具钢
1)热锻模
●主要牌号:
5CrNiMo(大中型锻模);
5CrMnMo(小型锻模)。
●不足:
用于更大截面或更高温度时,淬透性、热稳定性、热疲劳性及耐磨性不够。
2)热压模、压铸模
●主要牌号:3Cr2W8V。
●不足:
高温强度较高,但钢的热疲劳性较差,韧性也
不高。
2、新型热作模具钢
1)大截面热锻模具钢
(1)主要钢号:
45Cr2NiMoVSi(简称45Cr2)
5Cr2NiMoVSi(简称5Cr2)
3Cr2MoWVNi、3Cr2MoVNi(代号B2)(2)45Cr2和5Cr的特点:
①淬透性高
既含有较高的Cr和Mo,又加入了少量的V,使 CCT曲线上的高温转变区上移,低温转变区显著右移,提高淬透性。
②高温性能提高
●具有二次硬化能力;
●高温强度比5CrNiMo钢高50%;
●热稳定性高出100~150℃;
●冲击韧性则相当。
●热磨损性、热疲劳性及抗热裂纹扩展的能力也强于5CrNiMo。
③寿命提高
用于12000t以下机械压力机模具及16t以下模锻模具,模具的使用寿命是5CrNiMo钢制造的同种模具寿命的几倍。
2)中小热锻模具钢
(1)问题
●模具的表面温度可达600℃以上,5CrMnMo和5CrNiMo的高温强度不能满足要求。
●3Cr2W8V钢的高温韧性及热疲劳性能较差。
(2)新钢种
2Cr3Mo3VNb
3Cr3Mo3VNb
4Cr3Mo3W4VNb(代号GR)
(3)2Cr3Mo3VNb、3Cr3Mo3VNb特点:
①加入3%Mo,提高淬透性、热稳定性、防止
回火脆性的能力。
②加入V和Nb,细化晶粒,降低过热敏感性。
③高温强度高、热稳定性好、塑性韧性好、冷
热疲劳性、热磨损性能好。
④用于制造不锈钢(2Crl3)等热锻模,轴承凹
模和辊锻模,效果显著。
(4)4Cr3Mo3W4VNb(代号GR)特点:
①除Cr、Mo、V和Nb外,又加入了4%W,高
温强度和热稳定性进一步提高;
②且具有良好的冷热疲劳性能;
③适用于制造工作温度600-700℃的浅型腔中
小锻模,也可用于铜合金热挤压模具。
3)压铸模具钢
(1)3Cr2W8V的问题
●冷热疲劳性能较差;
●模具的使用寿命不高。
(2)新材料
4Cr3Mo2MnVNbB(代号Y4)
4Cr5Mo2MnVSi(代号Y10)
①4Cr3Mo2MnVNbB(代号Y4)
——针对铜合金压铸模具而研制
●特点
通过合理的成份配比,使其在达到高的热强性及热稳定性的同时,又保持了良好的韧性和塑性、抗冷热疲劳性能、使用寿命明显高于3Cr2W8V。
●应用
铜合金压铸模、热挤压和中小热锻模具。
②4Cr5Mo2MnVSi(代号Y10)
——针对铝合金压铸模具而研制
●特点
具有抗冷热疲劳性能好、热处理变形小、抗铝溶损性能好等优点,模具的使用寿命比3Cr2W8V钢提高一倍以上。
●应用
铝合金压铸模、工作温度在600℃以下的中小热锻等模具。
4)铜、铝型材热挤压模具钢
(1)工况
●穿孔针、底模等长时与高温铜坯接触、工况较苛刻。
用3Cr2W8V或4Cr5Mo5VSi钢,模具的使用寿命一直较低。
(2)4Cr3Mo2NiVNbB(代号HD)钢:
①除加入3%Mo外,又增加了1% Ni,进一步
提高了钢的韧性和塑性。
因此,其断裂韧性比3Cr2W8V钢高30%,使用寿命提高一倍。
②并在轴承环热挤冲头和凹模、汽门挤压底模
上成功应用。
(3)4Cr3Mo2MnVNbB(代号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钢制造的模具提高一倍以上。
5)高温玻璃模具钢
(1)性能要求
●优良的抗高温氧化性能和冷热疲劳性能;
●良好的耐腐蚀性能;
●足够高的强度;
●良好的抛光性能;
●易于脱模。
(2)常用材料
铸铁、合金铸铁或3Crl3不锈钢制造。
(3)新材料
GY(代号)高温玻璃模具钢
●成分:该钢是Si-Cr-Mo系预硬钢。
●性能:
具有良好的冷热疲劳性能,优异的抗氧化性能,优良的抗热触性能和较高的玻璃粘附温度。
●应用:
尤其适用于制造玻璃熔化或成型温度较高、表
面质量要求高的玻璃制品模具。
3.塑料模具钢的开发情况1)国内发展情况:
滞后、到目前为止仍未成完整系列的钢种。
2)常用的塑料模具钢:
45、40Cr;
T10A、GCrl5、CrWMn;
5CrNiMo、5CrMnMo、Cr12、Crl2MoV等作补充。
3)新型塑料模具钢:
(l)预硬化型塑料模具钢
●特点:
中碳低合金钢,在调质(HRC3O-40)后切削加工成型,直接使用。
●应用:
主要用于制造复杂、精密和长寿命的大、中型塑料模具。
●牌号:
3Cr2Mo、5CrNiMnMoVSCa(简称5NiSCa)、8Cr2MnWMoVS(简称8Cr2)等。
例、3Cr2Mo(国内较早开发、目前已在生产)●工艺:
预硬处理:850~880℃淬火+580~640℃回火,预硬至HRC28~35的硬度,然后再进行切削加工。
●应用:
制造大、中型精密塑料模具,如电视机、洗衣机壳体等塑料模具,并已获得较大量应用。
另外,也可用于制造锌合金压铸模具。
(2)时效硬化型塑料模具钢
钢号:
10Ni3MnCuAl(代号PMS)、25CrNi3MoAl、Y20CrNi3AlMnMo(代号SM2)、 06Ni6CrMoVTiAl(简称06)等。
特点:
低碳,含Ni、Al、Ti、Cu、Mo等合金元素;固溶后硬度较低(一般HRC ≤32),易切削,再经低温时效处理,获得使用性能,模具变形很小。
应用:所以适用于制造高精度、复杂的热塑性模具。
例、10Ni3MnCuAl,代号PMS
工艺: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,基体硬度随之上升至HRC38~43。
具有优良镜面加工性能,模具表面粗糙度可达Ra0.05μm。
应用: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。
(3)耐蚀塑料模具钢
●性能要求:
生产聚氯乙稀、氟化塑料、阻燃塑料等的模具需耐氟、氯等卤族元素气体的腐蚀,镀铬或采用耐腐蚀钢。
●耐腐蚀塑料模具钢:
OCrl6Ni4Cu3Nb(代号PCR)—马氏体沉淀硬化不锈钢:1050℃固溶(空冷)→板条马氏体(HRC32~35)→480℃时效、析出弥散强化相CuNi,硬度上
升到HRC39~44。
耐氟、氯等离子的腐蚀性能明显优于17-4PH (OCrl7Ni4Cu4)。
适用于制造含氯、氟或混入阻燃剂的热塑性塑料的注射模具。
(4)非调质塑料模具钢
非调质钢在锻、轧后即可达到预硬,不需再进行调质处理。
为改善切削加工性能,有些钢中还添加了适量的 P、S和 Ca。
国内对非调质塑料模具钢的开发较晚,25CrMnVTiSCaRE(代号FT)、2Cr2MnMoVS和2Mn2CrVCaS即是近几年开发的新钢种。
锻、轧空冷后,FT钢Φ100mm圆钢的硬度可以达到HRC30~35。
4.国内模具钢开发与应用中存在或需要解决的主要问题
目前,我国模具新钢种的推广应用工作还存一些需要解决的问题:
(l)缺乏有关指导性强、实用的技术资料,给用户合理选择和使用新钢种带来了困难。
(2)除4Cr5MoV1Si、3Cr2Mo等个别钢种已获较大量应用外,一些性能优良的钢种的生产和应用量仍太少。
(3)钢的质量不够稳定。
直接影响了钢的性能的发挥和新钢种的推广应用。
不断提高钢的纯净度、致密度、均匀性和质量稳定性,仍是今后长期努力的方向。
(4)规格单一,绝大部分是黑皮圆钢,用户不得不另行改锻。
品种规格多样化、产品精品化是今后需要尽快解决的问题之一。
(5)尚待开发具有特殊性能的钢种,进一步完善钢种系列,如开发粉末冶金模具钢,补充完善
塑料模具钢系列,建立陶瓷、耐火砖、地砖等成形模具用钢等。
(6)产销渠道不畅通,用户甚至不知道从何处购买所需的新钢种。