随着我国汽车制造技术的发展,模具的工作条件日益苛刻,对模具的性能、质量和品种等也不断提出更高的要求,为此,世界各国近年来都积极地开展了具有各种特征以适应不同要求的新型模具钢和铸铁,并在品种、质量、生产工艺和装备上做了大量和工作,取得了长足的进步。
1、 模具钢高速发展并系列化
塑料模具钢根据其性能和使用条件可分为:
1) 小尺寸模具用钢,中碳调质钢
2) 大中型模具用钢,预硬型中碳低合金钢
3) 为改进切削性能的含硫、铅及预硬化易切削模具钢
4) 时效钢和马氏体时效钢,用于制造复杂、精密和光洁的模具。
5) 高淬透性的冷作和热作模具。用于制造整体淬火模具。
6) 渗碳型塑料模具
7) 耐蚀型塑料模具
8) 镜面抛光模具
2、 开发出先进的冷热作模具钢
通用的冷作模具钢分为三类:低合金冷作模具钢,如9CrWMnV、中合金冷作模具钢Cr5Mo1V及高合金冷作模具钢Cr12Mo1V1等。除此之外,又开发出以下几种新型冷作模具钢
1) 高韧性、高耐磨性冷作模具钢,如美国的8Cr8Mo2V2Si、Cr8Mo2VWSi,日本的QCM8(8Cr8Mo2Vsi)、DC53(Cr8Mo2Vsi)、TCD(Cr8V2MoTi)等。这类钢优点很多,组织中的碳化物细小、弥散、抗弯强度高、断裂润性,耐磨性,可切削性、可磨削性及抗回火性好,且热处理变型小,将来可发展成为一种通用型模具钢。
2) 火焰淬火冷作模具钢,7CrMnSiMoV应用最为普遍,另外有日本的SX5(Cr8MoV)、美国的CCI等。其特点是淬火温度范围宽、淬火透性较高及火火焰淬火方便易行。
3) 粉未冶金冷作模具钢,粉未冶金方法可以生产常规工艺难以生产的超高碳、高合金(尤其是高钒含量)、高耐磨性的模具钢,以及碳基碳化钛。如德国的X320CrVMo135,Wc>3%,Wv》5%,细小,弥散分布的碳化物面积达50%,其寿命高于硬质合金模具。
热作模具钢的发展也很快。用量最大的为三类通用型模具钢:低合金热作模具钢有5CrNiMo和5CrMnMo;中合金热作模具钢有4Cr2MoVNi、H11(4Cr5MoSiV)、H13(4Cr5Mo)、H12(4Cr5MoWSiV)和H10(4Cr3Mo3SiV1);高合金热作模具应用最多的是H21(3Cr2W8v)
此外,还开发出一系列高性能热作模具钢,主要有以下几种:
1) 基本钢 基本钢的化学成分相当于淬火后的高速钢基本组织化学成分,所以淬火后残留的共晶碳化物数量很少,回火后碳化物细小且弥散分布,钢的强韧性和热疲劳性能好,如美国的Vasco MA
2) 低碳高速钢 是将高速钢的wc降至0.3%~0.6%而得到,这样可以减少其共晶碳化物的数量,既保持较高的红硬性,女改善了钢的韧性和热疲劳性能,如美国的H25、H26和H41。
3) 高温热作模具钢,对于马氐体为为基体的热作模具,这类钢导热性差,线膨胀系数大,热疲劳性能差,不宜用于制作极冷、极热条件下工作的高温模具,如日本的5Mn15Cr10V2
4) 高温耐蚀模具钢,可以改善模具在高温下抗液体合金及其他介质的冲蚀和抗高温氧化能力,用于制作压铸模和压制玻璃的模具等。如3Cr13MoV等。
5) 高淬透热性热作模具钢,为适应特大型模具快用钢需求,在5CrNiMoV的基础上,开发出的4NiCr2MoV;法国NF35590标准中的40NCD16(4Ni4Cr2Mo);中国的4Cr2MoVNi
6) 中合金高韧性热作模具钢,这类钢能够比较合理的使用合金元素,降你产品的生产成本,因此近几年发展较快,通过H13钢的基础上降低铬含量,提高钒含量,发展以MC型面碳化物为主的强化相钢种。代表性的是瑞典的QRO80。
3、 铸铁材料应用也非常广泛
汽车表面覆盖件拉延模常用铸铁材料应用较多,如HT300、QT600-2、Mo、MoCR、MoV,日本的TGC600、FCD250、FCD540,以及德国车常见的GGG70L