熱鍛模具鋼這類鋼的合金化原理與調(diào)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼相似。鍛模既要求有一定的硬度,又要求有高的沖擊韌性,因此含碳不宜過高,一般為0.45%-0.6%。鉻可以提高鋼的強(qiáng)度,含量在1%左右,能她提高鋼的沖擊韌性,同時(shí)增加鋼的淬透性和回火穩(wěn)定性。
鎳提高鋼的強(qiáng)度和韌性,對于同時(shí)含有鉻、鉬的鋼來說,鎳能大大提高鋼的淬透性。錳代替鎳也能顯著地摔透性,但錳增加鋼的過熱敏感性硅能增加鋼的淬透性,提高鋼的強(qiáng)度、回火穩(wěn)定性和耐熱疲勞性,但硅含量較高(>1.0%)時(shí),會增加鋼的回火脆性,降低沖擊韌性。鉬和釩都能細(xì)化晶粒,減少過熱傾向,提高鋼的回火穩(wěn)定性,鉬還能抑制回火脆性。
與5CrNiMo模具鋼相比,這些模具鋼材中的碳含量稍低,提高了Cr和Mo的含量并加入適當(dāng)?shù)腣和Si,因之有高的淬透性和熱穩(wěn)定性。
45Cr2NiMoVSi鋼中的碳和硅,較之5Cr2NiMoVSi鋼,稍有降低,更適宜于做錘鍛模。這種鋼用于制造4000t以上機(jī)械壓力機(jī)鍛模和3t以上鍛錘模,使用壽命較5CrNiMo和5CrNiMoV提高0.5~1.5倍。3Cr2MoWVNi模具鋼(B2)也是我國開發(fā)的一種模具鋼材,有高的使用壽命。
接觸時(shí)間是指在加載條件下模具與毛坯的“接觸時(shí)間”,即在鍛壓過程中設(shè)備對毛坯加載到卸載之間毛坯與模具的接觸時(shí)間。在加載條件的“接觸時(shí)間”內(nèi)模具溫度急劇上升,這時(shí)金屬流動(dòng)對模具的沖刷磨損更加劇烈。液壓機(jī)和機(jī)械壓力機(jī)模鍛時(shí),毛坯與模具的接觸時(shí)間長,模具溫升大、磨損嚴(yán)重;而鍛錘模鍛時(shí)的“接觸時(shí)間”短,但接觸頻率高也相當(dāng)于延長了接觸時(shí)間,再加上鍛件變形產(chǎn)生機(jī)械熱也會使溫度升高。另外,鍛錘模鍛時(shí)金屬流動(dòng)速度高,對模膛表面的沖刷磨損往往超過溫升軟化造成的磨損。