冷作模具钢和热作模具钢在成分、性能、应用和热处理工艺等方面存在明显区别,以下是具体介绍:
化学成分
冷作模具钢:通常含碳量较高,一般在 0.8% - 2.3% 之间,以获得高硬度和高耐磨性。常含有铬、钼、钨、钒等合金元素,这些元素可提高钢的淬透性、耐磨性和回火稳定性。例如,Cr12MoV 钢,碳含量在 1.45% - 1.70%,铬含量高达 11.0% - 12.5%,钼含量为 0.40% - 0.60%,钒含量为 0.15% - 0.30%。
热作模具钢:含碳量一般在 0.3% - 0.6% 之间,兼顾强度和韧性。主要合金元素有铬、钼、钨、钒等,其中铬、钼元素能提高钢的高温强度、韧性和热疲劳性能,钨元素可提高钢的热强性和回火稳定性,钒元素能细化晶粒,提高钢的耐磨性和韧性。例如,H13 钢,碳含量在 0.32% - 0.45%,铬含量在 4.75% - 5.50%,钼含量为 1.10% - 1.75%,钒含量为 0.80% - 1.20%。
性能特点
冷作模具钢:具有高硬度、高耐磨性和高强度,以抵抗冷加工过程中的磨损、咬合和变形。同时,还要求有一定的韧性,以防止在冲击载荷下发生脆性断裂。
热作模具钢:具备良好的高温强度、韧性和热疲劳性能,能在高温、高压和反复热冲击的工作条件下保持稳定的性能,不易发生热疲劳裂纹和塑性变形。此外,还需要有较好的导热性,以加快模具表面热量的散发,降低热应力。
应用领域
冷作模具钢:主要用于制造各种冷加工模具,如冷冲模、冷挤压模、冷镦模、拉丝模、滚丝模等。这些模具在工作时,被加工材料处于常温或较低温度状态,模具主要承受压力、摩擦力和冲击力。
热作模具钢:广泛应用于制造各种热加工模具,如压铸模、热挤压模、锻造模等。在热加工过程中,模具需要与高温金属接触,承受着高温、高压和反复的热冲击作用。
热处理工艺
冷作模具钢:通常采用淬火和低温回火的工艺,以获得高硬度和高耐磨性。淬火温度一般较高,根据钢种的不同,在 950℃ - 1100℃之间,回火温度在 150℃ - 250℃左右。例如,Cr12MoV 钢的淬火温度为 1020℃ - 1050℃,回火温度为 180℃ - 200℃。
热作模具钢:热处理工艺较为复杂,一般包括淬火、高温回火或调质处理,以获得良好的综合性能。淬火温度通常在 1020℃ - 1050℃之间,回火温度较高,在 550℃ - 650℃左右。例如,H13 钢的淬火温度为 1020℃ - 1050℃,回火温度为 550℃ - 650℃,根据需要可进行多次回火。