8407模具钢材有什么特性优点？(模具钢材的使用性能)

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本文导读目录：

1、8407模具钢材有什么特性优点？

2、模具钢材的使用性能

8407模具钢材有什么特性优点？ ♂

　　ASSAB 8407简介，8407是铬、钼、钒合金工具钢，其优点如下： 优良的耐热冲击和抗龟裂能力 高温强度高 不论大小尺寸，韧性及延展性高高且各向同性 加工性及抛光性优良 优良的淬透性 良好的热处理尺寸稳定性，模具寿命的提高，8407是采用特殊炼钢技术和严密质量控制得到的纯度高且组织微细的钢材，8407的等向性（各向同性）要比一般传统炼制的H13更佳，这对于模具的抵抗机械疲劳及热应力疲劳性能更具价值，如压铸模具、锻造模具及挤压成型模具等，因此采用8407的模具硬度可比普通H13提高1－2HRC而不会降低韧性，硬度高可以减缓热龟裂的发生，提供模具寿命，8407符合北美压铸协会（NADCA）＃207－90压铸模具用高级H13钢材规范（原为DCRF 01-83-02D)，ASSAB 8407的用途：。

　　压铸用模具：压铸模、嵌入件、型芯、模肉、浇口、喷嘴、顶针、柱塞、套筒等，挤压成型用模具：模仁、模托、衬垫、衬套、顶杆、承块等，热锻用模具：铝镁合金热锻、铜合金热锻、钢铁热锻等，塑胶模具：注塑模、压缩转移模等，其他用途：厚钢板冲孔、废铁剪、热剪、模具套环、耐磨损零件等，ASSAB 8407的物理性能，淬硬、回火至45HRC的硬度，在室温及高温的数据，温度(℃) 20 400 800。

　　密度(Kg/m3) 7800 7700 7550，弹性系数(N/mm2) 202500 175000 130000，热膨胀系数(20℃起/℃) --- 12.610-6 13.910-6，热传导系数(W/m℃) 24.6 26.2 27.6，ASSAB 8407的热处理，⑴软性退火：将钢材于保护气氛中加热至850℃，均热后，于炉中以每小时10℃之速度，冷却至650℃，再于空气中缓慢冷却。

　　⑵消除应力：钢材经过粗加工后，若要消除加工残余应力，则须将钢材加热至650℃，恒温两小时，再于炉中缓冷至500℃后空冷，⑶硬化：预热温度：650-850℃，通常分两阶段预热 ；奥氏体化温度（淬火温度）：1020-1050℃，常用温度为1020℃，⑷淬冷介质：高速循环气体或空气；真空冷却〔高速及足够的正压气体〕；在450-550℃的盐浴炉或流动粒子炉中，分级淬火（麻回火)，然后空冷；在180-220℃的盐浴炉或流动粒子炉中，分级淬火（麻回火），然后空冷；温油中淬火，注意1：当钢材温度冷至50-70℃时，应立即回火；注意2：为了要使模具获得*适当的性质，淬火冷却速度应越快越好，但是不能因此造成过度严重的变形或破裂，⑸回火：根据所要求的硬度、参考回火图，选择适当的回火温度，回火至少两次，每次回火后必须冷却到室温，*低的回火温度为180℃模具 需在回火温度中，保温至少两小时。

　　应避免在425-525℃之间回火〔如图所示〕，以避免回火脆性，使用不同温度回火后的大约冲击强度，8407比一般传统方法炼制的AISI H13钢材具备更佳的等向性，建议避免在425至525℃之间回火，从而防止韧性降底，ASSAB 8407的氮化处理，氮化处理产生的高硬度表层，有很好的耐磨性和抗侵蚀性，但相对而言其韧性较差，容易因受机械应力和热应力的冲击而产生裂痕或剥离，特别是氮化后表面出现白亮氮化层时危险性增大。

　　氮化前，钢材必须硬化，且回火温度必须高於氮化温度至少50℃，在525℃氨气中氮化或480℃的90% 氢气和10% 氮气的混合气氛中离子氮化，都能到1000-1250HV1的表层硬度，一般推荐离子氮化，因为其氮势浓度较容易控制，特别是在热作模上应避免产生“氮化白层”，当然，严格控制的气体氮化，同样能获得满意的结果，表层深度：以硬度超过基材硬度50HV的那一点深度算起，表层硬度只有700HV，热作模具氮化总深度建议不超过0.3毫米，8407也可以在退火状态下氮化，但氮化深度及硬度将会降低，⑵软氮化：软氮化是在特殊盐浴炉中或相应气氛中进行，温度大约在570℃，处理时间一般为两小时，表层硬度为950-1000HV1，深度约100-200微米，热作模具钢模芯软氮化总深度建议不超过0.1毫米，ASSAB 8407的研磨加工。

　　正确的研磨技术能避免研磨裂痕，增进模具寿命，低温回火的钢材对研磨特别敏感，研磨砂轮必须适当的修整削锐，并在研磨中使用大量的冷却液，砂轮的选择建议由砂轮制造厂商获得，ASSAB 8407的焊补，8407的焊补如能适当预热，并对焊补处进行前期处理，焊补时应选择适当的焊条，并采用适当的焊补程序，就能得到满意的结果。

　　焊补方法 TIG氩弧焊 MMA电弧焊，预热温度 325～375℃ 325～375℃，焊条 QRO-90 QRO-90，焊补后硬度 48~51HRC 48~51HRC，已硬化材，退火材，焊补后热处理，选择比原先回火温度低10～20℃的温度回火。

　　在850℃的保护气氛下退火，然后以每小时10℃炉冷至650℃，再冷却于空气中，ASSAB 8407的电火花加工，如果钢材淬火后再做电加工，那么在加工后，必须在比原先回火温度低25℃的温度下，再回火一次，ASSAB 8407的硬铬镀覆，镀铬后，模具必须在180℃温度下回火4小时，以避免氢脆，ASSAB 8407的光蚀刻花，由于8407的组织均匀、细小及低的含硫量，确保其经过光蚀刻花处理后能产生优异的纹理效果。

模具钢材的使用性能 ♂

　　（1）硬度是模具钢的主要技术指标，模具在高应力的作用下欲保持其形状尺寸不变，必须具有足够高的硬度，冷作模具钢在室温条件下一般硬度保持在HRC60左右，热作模具钢根据其工作条件，一般要求保持在HRC40~55范围，对于同一钢种而言，在一定的硬度值范围内，硬度与变形抗力成正比；但具有同一硬度值而成分及组织不同的钢种之间，其塑性变形抗力可能有明显的差别，（2）红硬性 在高温状态下工作的热作模具，要求保持其组织和性能的稳定，从而保持足够高的硬度，这种性能称为红硬性，碳素工具钢、低合金工具钢通常能在180~250℃的温度范围内保持这种性能，铬钼热作模具钢一般在550~600℃的温度范围内保持这种性能，钢的红硬性主要取决于钢的化学成分和热处理工艺，（3）抗压屈服强度和抗压弯曲强度 模具在使用过程中经常受到强度较高的压力和弯曲的作用，因此要求模具材料应具有一定的抗压强度和抗弯强度，在很多情况下，进行抗压试验和抗弯试验的条件接近于模具的实际工作条件（例如，所测得的模具钢的抗压屈服强度与冲头工作时所表现出来的变形抗力较为吻合）。

　　抗弯试验的另一个优点是应变量的绝对值大，能较灵敏地反映出不同钢种之间以及在不同热处理和组织状态下变形抗力的差别，在工作过程中，模具承受着冲击载荷，为了减少在使用过程中的折断、崩刃等形式的损坏，要求模具钢具有一定的韧性，模具钢的化学成分，晶粒度，纯净度，碳化物和夹杂物等的数量、形貌、尺寸大小及分布情况，以及模具钢的热处理制度和热处理后得到的金相组织等因素都对钢的韧性带来很大的影响，特别是钢的纯净度和热加工变形情况对于其横向韧性的影响更为明显，钢的韧性、强度和耐磨性往往是相互矛盾的，因此，要合理地选择钢的化学成分并且采用合理的精炼、热加工和热处理工艺，以使模具材料的耐磨性、强度和韧性达到最佳的配合，冲击韧性系表特征材料在一次冲击过程中试样在整个断裂过程中吸收的总能量。

　　但是很多工具是在不同工作条件下疲劳断裂的，因此，常规的冲击韧性不能全面地反映模具钢的断裂性能，小能量多次冲击断裂功或多次断裂寿命和疲劳寿命等试验技术正在被采用，热作模具钢在服役条件下除了承受载荷的周期性变化之外，还受到高温及周期性的急冷急热的作用，因此，评价热作模具钢的断裂抗力应重视材料的热机械疲劳断裂性能，热机械疲劳是一种综合性能的指标，它包括热疲劳性能、机械疲劳裂纹扩展速率和断裂韧性三个方面，热疲劳性能反映材料在热疲劳裂纹萌生之前的工作寿命，抗热疲劳性能高的材料，萌生热疲劳裂纹的热循环次数较多；机械疲劳裂纹扩展速率反映材料在热疲劳裂纹萌生之后，在锻压力的作用下裂纹向内部扩展时，每一应力循环的扩展量；断裂韧性反映材料对已存在的裂纹发生失稳扩展的抗力，断裂韧性高的材料，其中的裂纹如要发生失稳扩展，必须在裂纹尖端具有足够高的应力强度因子，也就是必须有较大的裂纹长度，在应力恒定的前提下，在一种模具中已经存在一条疲劳裂纹，如果模具材料的断裂韧性值较高，则裂纹必须扩展得更深，才能发生失稳扩展，也就是说，抗热疲劳性能决定了疲劳裂纹萌生前的那部分寿命；而裂纹扩展速率和断裂韧性，可以决定当裂纹萌生后发生亚临界扩展的那部分寿命，因此，热作模具如要获得高的寿命，模具材料应具备高的抗热疲劳性能、低的裂纹扩展速率和高的断裂韧性值，抗热疲劳性能的指标可以用萌生热疲劳裂纹的热循环数，也可以用经过一定的热循环后所出现的疲劳裂纹的条数及平均的深度或长度来衡量。

　　决定模具使用寿命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性，模具在工作中承受相当大的压应力和摩擦力，要求模具能够在强烈摩擦下仍保持其尺寸精度，模具的磨损主要是机械磨损、氧化磨损和熔融磨损三种类型，为了改善模具钢的耐磨性，就要既保持模具钢具有高的硬度，又要保证钢中碳化物或其他硬化相的组成、形貌和分布比较合理，对于重载、高速磨损条件下服役的模具，要求模具钢表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜，保持润滑作用，减少模具和工件之间产生粘咬、焊合等熔融磨损，又能减少模具表面进行氧化造成氧化磨损，所以模具的工作条件对钢的磨损有较大的影响。

　　耐磨性可用模拟的试验方法，测出相对的耐磨指数?，作为表征不同化学成分及组织状态下的耐磨性水平的参数，以呈现规定毛刺高度前的寿命，反映各种钢种的耐磨水平；试验是以Cr12MoV钢为基准（?=1）进行对比，咬合抗力实际就是发生“冷焊”时的抵抗力，该性能对于模具材料较为重要，试验时通常在干摩擦条件下，把被试验的工具钢试样与具有咬合倾向的材料（如奥氏体钢）进行恒速对偶摩擦运动，以一定的速度逐渐增大载荷，此时，转矩也相应增大，该载荷称为“咬合临界载荷”，临界载荷越高，标志着咬合抗力越强。