热作钢

LM2模具钢


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  LM2钢属冷热兼用基体钢,其成分与高速钢淬火组织中基体的化学成分基本相同。特点主要是碳含量稍高,可以增加一次碳含量、提高耐磨性,加入少量的强碳化合物元素V和Ti,以形成比较稳定的碳化物,提高钢的耐磨性,阻止淬火加热时晶粒的长大并改善钢的工艺性能。与W18Cr4V钢相比,LM2钢热胀系数小,导热性好,锻热性好,耐磨性高1~3倍,耐回火性、热硬性相似,硬度和抗压性能相近,而抗拉强度、断裂韧度高1/3,抗弯强度高1倍,冲击韧度高2~4倍。与Cr12MoV钢相比,LM2钢硬度高,抗压强度约高1/3,抗弯强度高1倍,冲击韧度高2倍,与3Cr2W8V钢相比,LM2钢高温强度高1/3。
  LM2钢已用于制作冷挤压,厚板冷冲、冷镦等模具,还可以制作热作模具。
  (1)化学成分(%)
  C:0.60~0.70
  Cr 4.50~5.20
  W:1.60~2.30
  Mo:2.80~3.40
  Si:≤0.40
  Mn:≤0.40
  V:1.00~1.40
  Ti:0.10~0.30
  P:≤0.030
  S:≤0.030
  (2)热加工
  LM2钢锻造工艺规范项目 加热温度/℃ 始锻温度/℃ 终锻温度/℃ 冷却方式
  钢锭 1150~1180 1100~1150 ≥900 缓冷(抗冷或砂冷)
  钢坯 1120~1150 1080~1120 850~900 缓冷(抗冷或砂冷)
  (3)预备热处理
  等温退火工艺:加热温度为850~870℃,保温2~3h;等温温度为730~750℃,保温4~6h,炉冷至500℃以下出炉空冷,退火后硬度≤241HBW,组织为粒状珠光体。
  (4)淬火及回火
  1)方案Ⅰ:淬火温度为1100~1150℃,油冷,硬度≥61HRC。回火温度为520~540℃,回火2次,每次1~2h,硬度为60~62HRC。
  要求韧性好的模具,采用此方案。
  2)方案Ⅱ:淬火温度为1170~1190℃,油冷,硬度≥61HRC。回火温度为530~560℃,回火2次,每次1~2h,硬度为60~62HRC。
  要求耐磨性高的模具采用此方案。
  (5)力学性能介绍及应用实例
  1)LM2钢含碳量与LM1钢相同,主要含有Cr、Ni、W、Si等合金元素,但合金元素总量少于LM1钢,耐磨性比LM1。
  2)M8螺母冲孔凸模,原用W18Cr4V钢制造,平均寿命为1.7万件。改用LM2钢制造,经盐浴炉加热淬火,凸模寿命为5万件;经真空加热淬火,凸模平均寿命为7.5万件。
  3)M10螺母六方下凸模,原用60Si2Mn钢制造,平均寿命3万件。采用LM2钢制造,经盐浴炉加热淬火凸模,平均寿命为4万件;经真空加热淬火,凸模平均寿命为9万件。
  4)LM2钢的力学性能
  LM2钢的力学性能
  钢号 LM2钢
  热处理工艺 1170~1190℃淬火,530~560℃回火
  硬度HRC 61~63
  抗压强度/MPa 3300~3780
  冲击韧度αk/(J/cm2) 120~160
  断裂韧度KIC/MPa·m1/2 811~852
  抗弯强度σbb/MPa 5180~5600
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