一、常用模具钢的锻造工艺
常用模具钢锻造工艺规范参照表9—18。
表9—18 常用模具钢锻造工艺规范
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钢 号
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加热温度/
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始锻温度/
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终锻温度/
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冷 却 方 式
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10、30、45、55、20Cr、40Cr
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1180～1220
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1170～1200
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≥800
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空冷或堆放空冷
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T7、T8、T9、T10、T11、T12
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1050～1100
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1020～1080
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≥800
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空冷至650 后转入坑中缓冷
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8MnSi、Cr2、V、9Cr2、Cr、W、GCr15
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1120～1160
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1100～1140
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800～850
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空冷至650 后转入坑中缓冷
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CrW5
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1100～1140
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1080～1120
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850～900
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空冷至650 后转入坑中缓冷
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9Mn2V
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1080～1120
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1050～1100
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850～800
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缓冷(砂冷或坑冷)
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CrWMn
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1100～1150
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1050～1100
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850～800
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先空冷后缓冷
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MCrWV
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1120～1150
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1080～1100
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≥800
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缓冷(砂冷或坑冷)
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9CrSi
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1100～1150
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1050～1100
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850～800
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缓冷(砂冷或坑冷)
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Cr12
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1120～1140
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1080～1100
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880～920
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缓冷(砂冷或坑冷)
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Cr12MoV
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1050～1120
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1000～1060
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900～850
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缓冷(砂冷或坑冷)
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Cr4W2MoV
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1040～1080
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1020～1050
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850～900
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缓冷(砂冷或坑冷)
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Cr6WV
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1060～1120
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1000～1080
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900～850
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缓冷(砂冷或坑冷)
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Cr2Mn2SiWMoV
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1040～1080
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1020～1050
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850～900
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缓冷(砂冷或坑冷)
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Cr6W3Mo2.5V2.5
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1100～1150
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1100
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850～900
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缓冷(砂冷或坑冷)
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W18Cr4V
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1180～1220
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1120～1140
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≥950
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缓冷(砂冷或坑冷)
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W6Mo5Cr4V2
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1140～1150
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1040～1080
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≥900
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缓冷(砂冷或坑冷)
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6W6Mo5Cr4V
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1100～1120
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1050～1080
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≥850
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缓冷(砂冷或坑冷)
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6Cr6W3Mo2VNb
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1120～1150
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1100
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850～900
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缓冷(砂冷或坑冷)
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7Cr7Mo2V2Si
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1130
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1100
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≥850
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缓冷(砂冷或坑冷)
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7CrSiMnMoV
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1150～1200
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1100～1150
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800～850
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缓冷(砂冷或坑冷)
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6CrNiMnSiV
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1080～1120
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1040～1060
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≥850
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缓冷(砂冷或坑冷)
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8Cr2MnWMoVS
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1100～1150
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1060
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≥900
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缓冷(砂冷或坑冷)
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4CrW2Si
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1150～1180
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1130～1160
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≥800
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缓冷(砂冷或坑冷)
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5CrW2Si
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1150～1180
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1130～1160
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≥800
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缓冷(砂冷或坑冷)
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6CrW2Si
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1150～1180
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1130～1180
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≥800
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缓冷(砂冷或坑冷)
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7Mn15Cr2Al3V2WMo
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1140～1160
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1080～1100
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≥900
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空冷
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5CrMnMo
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1100～1150
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1050～1100
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850～800
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缓冷
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5CrNiMo
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1100～1150
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1050～1100
|
850～800
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缓冷
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3Cr2W8V
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1130～1160
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1080～1120
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900～850
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缓冷
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4Cr5MoSiV
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1120～1150
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1070～1100
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900～850
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缓冷
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4Cr5MoSiV1
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1120～1150
|
1070～1100
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900～850
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缓冷
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4CrMnSiMoV
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1100～1150
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1050～1100
|
≥850
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缓冷
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3Cr3Mo3W2V
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1150～1180
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1050～1100
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≥850
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缓冷
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5Cr4W2Mo2VSi
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1130～1160
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1080～1100
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≥850
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缓冷
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5Cr4Mo3SiMnVAl
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1100～1140
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1050～1080
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≥850
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缓冷
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锻打过程中始锻、终锻要轻击、中间进行重击，击打过程中注意各部分变形要均匀，要保持各部分的温度的均匀；注意多向镦拔；注意保证足够的锻比，总的锻比一般为8～18，单次锻比一般为2～3，若采用5～10效果更佳。
二、新型模具钢的锻造工艺规范
新型模具钢的加热、始锻、终锻温度及冷却方式见表9—19。
表9—19 新型模具钢锻造工艺规范
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名称
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钢号
(代号)
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锻 造 规 范/℃
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加热
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始锻
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终锻
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冷却方式
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冷模具钢
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65Cr4W3Mo2VNb
(65Nb)
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1120～1150
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1100～1120
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850～900
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灰冷、炉冷
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冷热模具钢
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5Cr4Mo3SiMnVAl
(012Al)
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1100～1140
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1050～1080
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850～900
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砂冷、炉冷
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冷热模具钢
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6Cr4Mo3Ni2WV
(CG2)
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1160～1200
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1140～1160
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≥950
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砂冷≤150℃
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冷模具钢
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7Cr7Mo3V2Si
(LD)
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1120～1140
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1100～1120
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≥850
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砂冷
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冷冲模具钢
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7Cr7SiMnMoV
(CH—1)
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1150～1200
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1100～1120
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800～850
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灰冷、炉冷
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冷冲模具钢
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6CrNiSiMnMoV
(GD)
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1080～1120
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1040～1060
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≥850
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炉冷、灰冷
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冷冲模具钢
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9Cr6W3Mo2.5V2.5
(GM)
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1120～1150
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1100～1120
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850～900
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炉冷
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剪切模具钢
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6Cr3VSi
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1120～1150
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1100～1120
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850～900
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无钴超硬高速钢
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W12Mo3Cr4V3N
(V3N)
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1120～1150
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1100～1120
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950～1000
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>600℃ 埋入热灰坑冷
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粉末高速钢
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SR－1
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直接压制成形
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冷模具钢
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Cr8MoWV3Si
(ER5)
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1150～1200
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1150
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≥900
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炉冷
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冷模具钢
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Cr12Mo1V1
(D2)
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1120～1140
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1100
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≥1060
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炉冷
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钢结硬质合金
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TLMW50
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100～800℃保温透热后再升至1200～1240℃
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1150～1200
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900～920
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坑冷、箱冷或炉中缓冷
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钢结硬质合金
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GW50
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100～750℃保温透热后再升至1180～1200℃
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1180
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850～900
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细石灰、草火灰、炉渣中缓冷
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钢结硬质合金
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DT
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700～800℃保温透热后再升至1200～1240℃
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1150～1200
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850～900
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缓冷
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钢结硬质合金
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GT35
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700～750℃保温透热后再升至1220～1250℃
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1180～1220
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920～950
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缓冷
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三、新型模具钢的锻造特点和工艺特性
新型模具钢的导热性差，塑性低，变形抗力大，锻造范围窄，淬透性高，变形发热效应较大。若锻造工艺掌握不当，易裂，合格率低，碳化物级别不易达到要求。
（1）65Cr4W3Mo2VNb 简称65Nb钢，是一种冷作模具钢。锻造性能良好，锻造时要缓慢加热，保证透烧，加热温度1120～1150℃。始锻温度不宜太高，1100～1120℃，终锻温度不宜过低，850～900℃。锻后应回火，缓冷（砂冷或炉冷）或及时退火。65Nb钢的抗氧化性良好，属于高合金钢，导热性差，与高速钢、高铬工具钢相比，变形抗力低，高温韧性好。
(2) 5Cr4M03SiMnVAl 简称012Al钢，是冷热模具兼用钢，属于基体钢，具有较好的综合性能和热稳定性。此钢的冷热疲劳抗力和耐磨性高于3Cr2W8V钢。012Al钢因合金元素含量多，锻造性能比3Cr2W8V钢差。锻造加热温度1100～1140℃，始锻温度1050～1080℃，终锻温度≥850℃，锻后要回火，缓冷(砂冷或炉冷)或及时退火。
012Al钢的锻造抗力大，锻造过程中需充分预热和保温，锻打时应采用“轻一重一轻”的方法，落锤均匀，避免连续重锤，严禁放冷锤，以防出现内裂等缺陷。012Al钢锻造工艺如图9—3所示。
图9—3 012Al钢锻造工艺曲线
(3)6Cr4M03Ni2WV 简称CG2钢，锻造塑性一般，人炉温度≤800℃，加热温度1160～1200 ，始锻温度1140～1160℃，终锻温度≥950℃，锻造后要求进行砂冷≤150℃。从CG2钢奥氏体晶粒度随加热温度升高而长大的状况来看，一般加热温度允许有0～40℃范围的波动。锻制需反复镦拔三次以上。
(4)7Cr7M03V2Si 简称LD—1钢，含V量较多，塑性一般。锻造加热温度为1120～1140℃，始锻温度为1100～1200℃，终锻温度≥850℃，锻后冷却方式为砂冷。
(5)7CrSiMnMoV 简称CH—1钢，属于低合金钢，是具有火焰淬硬性能的冷作模具钢。CH—1钢无大量的过剩碳化物，锻造性能良好，塑性变形抗力与中碳合金钢40Cr及低合金工具钢9Mn2V相近。锻造加热温度为1150～1200℃，始锻温度为1100～1120℃，终锻温度为800～850℃，冷却方式为灰冷或炉冷。
(6)6CrNiSiMnMoV 简称GD钢，是一种新型冷作模具钢。GD钢的强韧性显著高于CrWMn和Crl2MoV钢。由于GD钢含有较低的合金元素，而且碳化物较为细小均匀，可直接下料使用。如需改锻，其加热温度为1080～1120℃，始锻温度为1040～1060℃，终锻温度≥850℃，锻后缓冷或立即退火，以防止产生裂纹。GD钢的热塑性好，变形抗力小，可一次成形。
(7)9Cr6W3M02.5V2.5 简称GM钢，是一种高耐磨高强韧冷作模具钢。硬度接近于高速钢，韧性和强度优于高速钢和高铬工具钢。GM钢中Cr、W、Mo、V等合金元素配比合理，碳的加入按平衡碳的规律配碳，未溶碳化物细小、弥散分布，避免了粗大一次碳化物的产生。GM钢的锻造工艺为：锻造前应缓慢加热，充分透烧，加热温度为1120～1150℃，始锻温度为1100～1120℃，终锻温度为850℃～900℃。冷却方式：锻后缓冷或及时退火处理，以防开裂。GM钢锻造时采取轻一重一轻法操作，反复镦拔，可进一步改善碳化物的不均匀性。
(8)W12M03Cr4V3N 简称V3N钢，是一种无钴超硬高速钢。它具有比一般高速钢硬度高、耐磨等优点，可用于工作条件更荷刻的冷作模具。毛坯尺寸小于 50的工件，可不经镦拔直接制作模块。钢坯加热时应缓慢加热，注意均匀烧透，加热时间为相同条件下的W18Cr4V的1.5～2倍。锻造工艺：加热温度1120～1170℃，始锻温度1120～1150℃，终锻温度950～1000℃，冷却方式为大于600℃时埋人热灰坑缓冷。锻造时轻锤快打，勤倒棱角，以免棱角温度降到900℃以下，拔长时不要重锤重复锻打同一段，以防由于温升过高而产生内部十字裂纹。对大尺寸锻件应及时退火处理，以防炸裂。
(9)Cr8MoWV3Si 简称ER5钢，此钢提高了含碳量、含钒量，以及Cr、Mo、W碳化物形成元素，保证了钢中具有强韧性基体及细小均匀分布的特殊碳化物，从而使ER5钢具有高耐磨及高韧性。强韧性和耐磨性均比Crl2MoV钢高。ER5钢锻造性能良好，始锻温度为1150℃，终锻温度≥900℃，锻后缓冷，锻坯近于终锻温度时，轻击快打可提高锻造质量。
(10)Crl2MolVl 简称D2钢，高耐磨微变形冷作模具钢，同Crl2MoV钢在化学成分上的差异是增加了Mo、V，改变了钢的铸造组织，细长了晶粒，改善了莱氏体的形貌，强韧性及耐磨性优于Crl2MoV钢，提高了模具的使用寿命。由于D2钢的屈服点及塑性变形抗力较Crl2MoV钢高，因而D2钢的锻造性能及热塑成型性较Crl2MoV略差。锻造温度为1060～1100℃。
用D2钢制造的滚丝轮、滚轧轮、“离合调整板”冷冲模，比用Crl2MoV钢制造的可提高寿命5～6倍。
(11)GT35、TLMW50、GW50钢结硬质合金 脆性大，在锻造过程中应以多向应力、单向变形的锻造方式较为合适。锻造中采用二轻一重的原则，锻比可取>2。自由锻时每火径向变形取6％～15％，模锻时每火轴向变形取15％～25％(开坯时取下限，锻透后取上限)，锻坯愈大，相应的变形愈小。
(12)DT钢结硬质合金 显微组织具有硬质颗粒均匀弥散分布，颗粒尺寸细小，而GT35、TLMW50等钢结硬质合金中的硬质颗粒的分布呈明显的聚集状态，均匀度较差。DT合金的可锻性优于其他硬质合金，可锻温度较宽，热塑性较好，扭转720度后来出现裂纹，其他品种不是一周就易出现裂纹。锻造工艺为：700～800℃预热，1150～1200℃始锻，850～900℃终锻。在第一、二次锻打时，力求轻拍快打，进行镦粗，滚圆。每次锻打变形量控制在5％左右，须变向进行十字交叉锻打，以求锻透。改形锻打时，变形量可适当增加到10％～15％。达到终锻温度时，应及时停止锻打，重新回炉加热后再继续锻打，锻后必须缓冷。