其他熱作模具加工材料

    一、硬質(zhì)合金
    由于硬質(zhì)合金具有很高的熱硬性和耐磨性，還有良好的熱穩(wěn)定性、抗氧化性和耐蝕性，因而可用于制造某些熱作模具。鎢鉆類硬質(zhì)合金(通常制成鑲塊)可用于熱切邊凹模、壓鑄模、工作溫度較高的熱擠壓凸?；虬寄５?。例如氣閥挺桿熱徽擠模，原采用3Cr2W8V鋼制作，熱處理后的硬度為49一52HRC，使用壽命5000次。后在模具工作部分采用YG20硬質(zhì)合金鑲塊，模具壽命提高到15萬次。應(yīng)用于熱作模具的還有奧氏體不銹鋼鋼結(jié)硬質(zhì)合金和高碳高鉻合金鋼鋼結(jié)硬質(zhì)合金等。例如ST60鋼結(jié)合金制熱擠壓模在960℃左右擠壓純銅時(shí)，其使用壽命比YG15高得多。ST60還用于熱沖孔模、熱平鍛模等。R5鋼結(jié)硬質(zhì)合金等也可用于熱擠壓模。
    二、高溫合金
    高溫合金的種類很多，有鐵基、鎳基、鉆基合金等。其工作溫度高達(dá)650一1000`C，可用來制造黃銅、欽及鎳合金以及某些鋼鐵材料的熱擠壓模具。當(dāng)模具本身的溫度上升到650℃以上的高溫狀態(tài)時(shí)，一般的熱作模具鋼都會(huì)軟化而損壞，但這些高溫合金仍能保持高的強(qiáng)度和硬度。表3-20是幾種常用高溫合金的化學(xué)成分。A-286合金經(jīng)熱處理后可被有效硬化，常用于熱擠壓黃銅的模具，其使用壽命可達(dá)鉻系熱作模具鋼的兩倍。常用鎳基高溫合金的工作溫度可達(dá)800一1000`C，可用于擠壓耐熱鋼零件或擠壓鋼管的凹?；蛐景舻取ｃ@基高溫合金在1000℃以上可保持很高的強(qiáng)度和抗氧化能力。S-816合金經(jīng)固溶處理和時(shí)效后，具有比鎳基高溫合金更好的耐熱疲勞性，故用于熱擠壓模具可獲得較高的使用壽命。
    三、難熔金屬合金
    通常將熔點(diǎn)在1700℃以上的金屬稱為難熔金屬，其中如鎢、鑰、祖、銘的熔點(diǎn)在2600℃以上，其再結(jié)晶溫度高于100090，可長(zhǎng)時(shí)間在1000℃以上工作。在熱作模具制造中應(yīng)用的主要是鑰基合金和鎢基合金，其中TIM和Anviloyl 150兩種合金尤其受到關(guān)注。TLM合金的成分為:二。。>99%,。二二0.5%、wZ, =0.08%、wc二0.03%;Anviloy1150合金的化學(xué)成分為:wp =95%、wN。二3.5%、。、、二1.5%。
    這類材料的特點(diǎn)是熔點(diǎn)很高，高溫強(qiáng)度較大，耐熱性和耐蝕性好，有優(yōu)良的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能，熱脹系數(shù)小，耐熱疲勞性好，不粘合熔融金屬，塑性也比較好，便于加工成形。其缺點(diǎn)是在500℃以上易氧化，在再結(jié)晶溫度以上將發(fā)生脆化，此外價(jià)格昂貴。它們主要用于制作在較高溫度下工作的模具，如銅合金、鋼鐵材料的壓鑄模和欽合金、耐熱鋼的熱擠壓模等，可獲得良好的使用效果。
    四、壓鑄模用銅合金
    鋼鐵材料壓鑄時(shí)，高溫金屬液體(1450一158090)迅速壓人模腔，模腔{zg}工作溫度可達(dá)100090以上，瞬時(shí)形成很高的溫度梯度。銅合金因?qū)嵝院?，能將壓鑄件的熱量很快散發(fā)出去，使模具的溫升和內(nèi)部的溫度梯度大為降低，從而降低了模具的應(yīng)變和應(yīng)力，使其強(qiáng)度足以承受壓鑄時(shí)的壓力，同時(shí)也減輕了熱疲勞作用。此外，銅合金彈性模量低，熱脹系數(shù)較小，不會(huì)發(fā)生相變，故所制作的模具在工作過程中性能及尺寸穩(wěn)定。模具型腔可用精鑄、壓鑄或冷擠壓等多種工藝加工成形，制造周期短，成本低。
    用于壓鑄模的銅合金有被青銅合金、鉻錯(cuò)釩銅合金和鉻錯(cuò)鎂銅合金。其中，鉻錯(cuò)釩銅合金的化學(xué)成分為:wc,=0.5%一0.8%，wZ,=0.2%一0.5%，wV二0.2%一0.6%，雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)‘0.35%，其余為銅;鉻錯(cuò)鎂銅合金的化學(xué)成分為:WC,二0.25%一0.6%, wz,二0.11% -0.25%，二，g=0.03%-0.1%，其余為銅。上述銅合金的熱處理工藝為固溶處理與時(shí)效。用這些銅合金制作的用于鋼鐵件的壓鑄模，其使用壽命常常遠(yuǎn)高于各種熱作模具鋼。