一、常用模具鋼的鍛造工藝

常用模具鋼鍛造工藝規(guī)范參照表9—18。

表9—18 常用模具鋼鍛造工藝規(guī)范

鋼 號(hào)	加熱溫度/	始鍛溫度/	終鍛溫度/	冷 卻 方 式
10、30、45、55、20Cr、40Cr	1180～1220	1170～1200	≥800	空冷或堆放空冷
T7、T8、T9、T10、T11、T12	1050～1100	1020～1080	≥800	空冷至650 后轉(zhuǎn)入坑中緩冷
8MnSi、Cr2、V、9Cr2、Cr、W、GCr15	1120～1160	1100～1140	800～850	空冷至650 后轉(zhuǎn)入坑中緩冷
CrW5	1100～1140	1080～1120	850～900	空冷至650 后轉(zhuǎn)入坑中緩冷
9Mn2V	1080～1120	1050～1100	850～800	緩冷(砂冷或坑冷)
CrWMn	1100～1150	1050～1100	850～800	先空冷后緩冷
MCrWV	1120～1150	1080～1100	≥800	緩冷(砂冷或坑冷)
9CrSi	1100～1150	1050～1100	850～800	緩冷(砂冷或坑冷)
Cr12	1120～1140	1080～1100	880～920	緩冷(砂冷或坑冷)
Cr12MoV	1050～1120	1000～1060	900～850	緩冷(砂冷或坑冷)
Cr4W2MoV	1040～1080	1020～1050	850～900	緩冷(砂冷或坑冷)
Cr6WV	1060～1120	1000～1080	900～850	緩冷(砂冷或坑冷)
Cr2Mn2SiWMoV	1040～1080	1020～1050	850～900	緩冷(砂冷或坑冷)
Cr6W3Mo2.5V2.5	1100～1150	1100	850～900	緩冷(砂冷或坑冷)
W18Cr4V	1180～1220	1120～1140	≥950	緩冷(砂冷或坑冷)
W6Mo5Cr4V2	1140～1150	1040～1080	≥900	緩冷(砂冷或坑冷)
6W6Mo5Cr4V	1100～1120	1050～1080	≥850	緩冷(砂冷或坑冷)
6Cr6W3Mo2VNb	1120～1150	1100	850～900	緩冷(砂冷或坑冷)
7Cr7Mo2V2Si	1130	1100	≥850	緩冷(砂冷或坑冷)
7CrSiMnMoV	1150～1200	1100～1150	800～850	緩冷(砂冷或坑冷)
6CrNiMnSiV	1080～1120	1040～1060	≥850	緩冷(砂冷或坑冷)
8Cr2MnWMoVS	1100～1150	1060	≥900	緩冷(砂冷或坑冷)
4CrW2Si	1150～1180	1130～1160	≥800	緩冷(砂冷或坑冷)
5CrW2Si	1150～1180	1130～1160	≥800	緩冷(砂冷或坑冷)
6CrW2Si	1150～1180	1130～1180	≥800	緩冷(砂冷或坑冷)
7Mn15Cr2Al3V2WMo	1140～1160	1080～1100	≥900	空冷
5CrMnMo	1100～1150	1050～1100	850～800	緩冷
5CrNiMo	1100～1150	1050～1100	850～800	緩冷
3Cr2W8V	1130～1160	1080～1120	900～850	緩冷
4Cr5MoSiV	1120～1150	1070～1100	900～850	緩冷
4Cr5MoSiV1	1120～1150	1070～1100	900～850	緩冷
4CrMnSiMoV	1100～1150	1050～1100	≥850	緩冷
3Cr3Mo3W2V	1150～1180	1050～1100	≥850	緩冷
5Cr4W2Mo2VSi	1130～1160	1080～1100	≥850	緩冷
5Cr4Mo3SiMnVAl	1100～1140	1050～1080	≥850	緩冷

鍛打過(guò)程中始鍛、終鍛要輕擊、中間進(jìn)行重?fù)?，擊打過(guò)程中注意各部分變形要均勻，要保持各部分的溫度的均勻；注意多向鐓拔；注意保證足夠的鍛比，總的鍛比一般為8～18，單次鍛比一般為2～3，若采用5～10效果更佳。

二、新型模具鋼的鍛造工藝規(guī)范

新型模具鋼的加熱、始鍛、終鍛溫度及冷卻方式見(jiàn)表9—19。

表9—19 新型模具鋼鍛造工藝規(guī)范

名稱(chēng)	鋼號(hào) (代號(hào))	鍛 造 規(guī) 范/℃
		加熱	始鍛	終鍛	冷卻方式
冷模具鋼	65Cr4W3Mo2VNb (65Nb)	1120～1150	1100～1120	850～900	灰冷、爐冷
冷熱模具鋼	5Cr4Mo3SiMnVAl (012Al)	1100～1140	1050～1080	850～900	砂冷、爐冷
冷熱模具鋼	6Cr4Mo3Ni2WV (CG2)	1160～1200	1140～1160	≥950	砂冷≤150℃
冷模具鋼	7Cr7Mo3V2Si (LD)	1120～1140	1100～1120	≥850	砂冷
冷沖模具鋼	7Cr7SiMnMoV (CH—1)	1150～1200	1100～1120	800～850	灰冷、爐冷
冷沖模具鋼	6CrNiSiMnMoV (GD)	1080～1120	1040～1060	≥850	爐冷、灰冷
冷沖模具鋼	9Cr6W3Mo2.5V2.5 (GM)	1120～1150	1100～1120	850～900	爐冷
剪切模具鋼	6Cr3VSi	1120～1150	1100～1120	850～900
無(wú)鈷超硬高速鋼	W12Mo3Cr4V3N (V3N)	1120～1150	1100～1120	950～1000	>600℃ 埋入熱灰坑冷
粉末高速鋼	SR－1	直接壓制成形
冷模具鋼	Cr8MoWV3Si (ER5)	1150～1200	1150	≥900	爐冷
冷模具鋼	Cr12Mo1V1 (D2)	1120～1140	1100	≥1060	爐冷
鋼結(jié)硬質(zhì)合金	TLMW50	100～800℃保溫透熱后再升至1200～1240℃	1150～1200	900～920	坑冷、箱冷或爐中緩冷
鋼結(jié)硬質(zhì)合金	GW50	100～750℃保溫透熱后再升至1180～1200℃	1180	850～900	細(xì)石灰、草火灰、爐渣中緩冷
鋼結(jié)硬質(zhì)合金	DT	700～800℃保溫透熱后再升至1200～1240℃	1150～1200	850～900	緩冷
鋼結(jié)硬質(zhì)合金	GT35	700～750℃保溫透熱后再升至1220～1250℃	1180～1220	920～950	緩冷

三、新型模具鋼的鍛造特點(diǎn)和工藝特性

新型模具鋼的導(dǎo)熱性差，塑性低，變形抗力大，鍛造范圍窄，淬透性高，變形發(fā)熱效應(yīng)較大。若鍛造工藝掌握不當(dāng)，易裂，合格率低，碳化物級(jí)別不易達(dá)到要求。

（1）65Cr4W3Mo2VNb 簡(jiǎn)稱(chēng)65Nb鋼，是一種冷作模具鋼。鍛造性能良好，鍛造時(shí)要緩慢加熱，保證透燒，加熱溫度1120～1150℃。始鍛溫度不宜太高，1100～1120℃，終鍛溫度不宜過(guò)低，850～900℃。鍛后應(yīng)回火，緩冷（砂冷或爐冷）或及時(shí)退火。65Nb鋼的抗氧化性良好，屬于高合金鋼，導(dǎo)熱性差，與高速鋼、高鉻工具鋼相比，變形抗力低，高溫韌性好。

(2) 5Cr4M03SiMnVAl 簡(jiǎn)稱(chēng)012Al鋼，是冷熱模具兼用鋼，屬于基體鋼，具有較好的綜合性能和熱穩(wěn)定性。此鋼的冷熱疲勞抗力和耐磨性高于3Cr2W8V鋼。012Al鋼因合金元素含量多，鍛造性能比3Cr2W8V鋼差。鍛造加熱溫度1100～1140℃，始鍛溫度1050～1080℃，終鍛溫度≥850℃，鍛后要回火，緩冷(砂冷或爐冷)或及時(shí)退火。

012Al鋼的鍛造抗力大，鍛造過(guò)程中需充分預(yù)熱和保溫，鍛打時(shí)應(yīng)采用“輕一重一輕”的方法，落錘均勻，避免連續(xù)重錘，嚴(yán)禁放冷錘，以防出現(xiàn)內(nèi)裂等缺陷。012Al鋼鍛造工藝如圖9—3所示。

 

圖9—3 012Al鋼鍛造工藝曲線

(3)6Cr4M03Ni2WV 簡(jiǎn)稱(chēng)CG2鋼，鍛造塑性一般，人爐溫度≤800℃，加熱溫度1160～1200 ，始鍛溫度1140～1160℃，終鍛溫度≥950℃，鍛造后要求進(jìn)行砂冷≤150℃。從CG2鋼奧氏體晶粒度隨加熱溫度升高而長(zhǎng)大的狀況來(lái)看，一般加熱溫度允許有0～40℃范圍的波動(dòng)。鍛制需反復(fù)鐓拔三次以上。

(4)7Cr7M03V2Si 簡(jiǎn)稱(chēng)LD—1鋼，含V量較多，塑性一般。鍛造加熱溫度為1120～1140℃，始鍛溫度為1100～1200℃，終鍛溫度≥850℃，鍛后冷卻方式為砂冷。

(5)7CrSiMnMoV 簡(jiǎn)稱(chēng)CH—1鋼，屬于低合金鋼，是具有火焰淬硬性能的冷作模具鋼。CH—1鋼無(wú)大量的過(guò)剩碳化物，鍛造性能良好，塑性變形抗力與中碳合金鋼40Cr及低合金工具鋼9Mn2V相近。鍛造加熱溫度為1150～1200℃，始鍛溫度為1100～1120℃，終鍛溫度為800～850℃，冷卻方式為灰冷或爐冷。

(6)6CrNiSiMnMoV 簡(jiǎn)稱(chēng)GD鋼，是一種新型冷作模具鋼。GD鋼的強(qiáng)韌性顯著高于CrWMn和Crl2MoV鋼。由于GD鋼含有較低的合金元素，而且碳化物較為細(xì)小均勻，可直接下料使用。如需改鍛，其加熱溫度為1080～1120℃，始鍛溫度為1040～1060℃，終鍛溫度≥850℃，鍛后緩冷或立即退火，以防止產(chǎn)生裂紋。GD鋼的熱塑性好，變形抗力小，可一次成形。

(7)9Cr6W3M02.5V2.5 簡(jiǎn)稱(chēng)GM鋼，是一種高耐磨高強(qiáng)韌冷作模具鋼。硬度接近于高速鋼，韌性和強(qiáng)度優(yōu)于高速鋼和高鉻工具鋼。GM鋼中Cr、W、Mo、V等合金元素配比合理，碳的加入按平衡碳的規(guī)律配碳，未溶碳化物細(xì)小、彌散分布，避免了粗大一次碳化物的產(chǎn)生。GM鋼的鍛造工藝為：鍛造前應(yīng)緩慢加熱，充分透燒，加熱溫度為1120～1150℃，始鍛溫度為1100～1120℃，終鍛溫度為850℃～900℃。冷卻方式：鍛后緩冷或及時(shí)退火處理，以防開(kāi)裂。GM鋼鍛造時(shí)采取輕一重一輕法操作，反復(fù)鐓拔，可進(jìn)一步改善碳化物的不均勻性。

(8)W12M03Cr4V3N 簡(jiǎn)稱(chēng)V3N鋼，是一種無(wú)鈷超硬高速鋼。它具有比一般高速鋼硬度高、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，可用于工作條件更荷刻的冷作模具。毛坯尺寸小于 50的工件，可不經(jīng)鐓拔直接制作模塊。鋼坯加熱時(shí)應(yīng)緩慢加熱，注意均勻燒透，加熱時(shí)間為相同條件下的W18Cr4V的1.5～2倍。鍛造工藝：加熱溫度1120～1170℃，始鍛溫度1120～1150℃，終鍛溫度950～1000℃，冷卻方式為大于600℃時(shí)埋人熱灰坑緩冷。鍛造時(shí)輕錘快打，勤倒棱角，以免棱角溫度降到900℃以下，拔長(zhǎng)時(shí)不要重錘重復(fù)鍛打同一段，以防由于溫升過(guò)高而產(chǎn)生內(nèi)部十字裂紋。對(duì)大尺寸鍛件應(yīng)及時(shí)退火處理，以防炸裂。

(9)Cr8MoWV3Si 簡(jiǎn)稱(chēng)ER5鋼，此鋼提高了含碳量、含釩量，以及Cr、Mo、W碳化物形成元素，保證了鋼中具有強(qiáng)韌性基體及細(xì)小均勻分布的特殊碳化物，從而使ER5鋼具有高耐磨及高韌性。強(qiáng)韌性和耐磨性均比Crl2MoV鋼高。ER5鋼鍛造性能良好，始鍛溫度為1150℃，終鍛溫度≥900℃，鍛后緩冷，鍛坯近于終鍛溫度時(shí)，輕擊快打可提高鍛造質(zhì)量。

(10)Crl2MolVl 簡(jiǎn)稱(chēng)D2鋼，高耐磨微變形冷作模具鋼，同Crl2MoV鋼在化學(xué)成分上的差異是增加了Mo、V，改變了鋼的鑄造組織，細(xì)長(zhǎng)了晶粒，改善了萊氏體的形貌，強(qiáng)韌性及耐磨性?xún)?yōu)于Crl2MoV鋼，提高了模具的使用壽命。由于D2鋼的屈服點(diǎn)及塑性變形抗力較Crl2MoV鋼高，因而D2鋼的鍛造性能及熱塑成型性較Crl2MoV略差。鍛造溫度為1060～1100℃。

用D2鋼制造的滾絲輪、滾軋輪、“離合調(diào)整板”冷沖模，比用Crl2MoV鋼制造的可提高壽命5～6倍。

(11)GT35、TLMW50、GW50鋼結(jié)硬質(zhì)合金 脆性大，在鍛造過(guò)程中應(yīng)以多向應(yīng)力、單向變形的鍛造方式較為合適。鍛造中采用二輕一重的原則，鍛比可取>2。自由鍛時(shí)每火徑向變形取6％～15％，模鍛時(shí)每火軸向變形取15％～25％(開(kāi)坯時(shí)取下限，鍛透后取上限)，鍛坯愈大，相應(yīng)的變形愈小。

(12)DT鋼結(jié)硬質(zhì)合金 顯微組織具有硬質(zhì)顆粒均勻彌散分布，顆粒尺寸細(xì)小，而GT35、TLMW50等鋼結(jié)硬質(zhì)合金中的硬質(zhì)顆粒的分布呈明顯的聚集狀態(tài)，均勻度較差。DT合金的可鍛性?xún)?yōu)于其他硬質(zhì)合金，可鍛溫度較寬，熱塑性較好，扭轉(zhuǎn)720度后來(lái)出現(xiàn)裂紋，其他品種不是一周就易出現(xiàn)裂紋。鍛造工藝為：700～800℃預(yù)熱，1150～1200℃始鍛，850～900℃終鍛。在第一、二次鍛打時(shí)，力求輕拍快打，進(jìn)行鐓粗，滾圓。每次鍛打變形量控制在5％左右，須變向進(jìn)行十字交叉鍛打，以求鍛透。改形鍛打時(shí)，變形量可適當(dāng)增加到10％～15％。達(dá)到終鍛溫度時(shí)，應(yīng)及時(shí)停止鍛打，重新回爐加熱后再繼續(xù)鍛打，鍛后必須緩冷。