我國合金模具鋼技術要求與國外標準的比較

我國的合金工模具鋼經過幾十年的發展，逐漸形成了比較完整的標準系列�，F行的國家標準GB/T1299—2000，是在GB1299—1985的基礎上進行修訂的。修訂主要參照了ASTMA681—1983合金工具鋼標準。

1.鋼號系列

在GB/TJ299—2000標準中，共納入合金工具鋼37個鋼號，其中量具刃具用鋼6個，耐沖擊用鋼5個，冷作模具鋼11個，熱作模具鋼12個，無磁模具鋼1個，塑料模具鋼2個。與美國的ASTM標準相比，美國的合金工具鋼鋼種較多，共57個，系列比較完整，我國有14個比較通用的鋼號與之相對應。

2.化學成分

對鋼的有害元素的規定，日本的標準規定較嚴，我國與美國標準規定相類似，比德國的標準規定嚴格。對成品的化學成分的偏差只有我國與日本的標準有規定。尤其規定殘余W(Cu)含量應不大于0.30%,W(Cu+Ni)含量應不大于0.55%。

3.低倍組織

近些年來，低倍組織己經成為必檢項目。在標準中規定，鋼材應檢驗低倍組織，在酸浸低倍試片上不得有目視可見的縮孔、夾雜、分層、裂紋、氣泡和白點。中心疏松及錠型偏析按GB/T1299—2000的標準第H級別圖評定，并符合表2-2的規定。表2-2的規定。

表2-2GB/T1999—2000標準中規定的低倍組織合巧級別

鋼材直徑/mm	一組		二組
鋼材直徑/mm	中心疏松級	錠型偏折級	中心疏松≤級	錠型偏析/≤級
≤50	4.0	6.0	3.0	6.0
>50~75	4.5	6.0	3.5	6.0
>75~100	4.5	6.0	4.5	6.0
>100~125	5.0	6.0	4.5	6.0
>125~155	5.0	6.0	5.0	6.0
>155	供需雙方協商

注：一組指的鋼號為：1-2~1-6；2-1~2-3；3-4~3-8~3-11；4-1~4-2；4-7~4-12；6-1~6-2.其余為2組

在上述標準的規定中，指標比國外同類標準低，實際近些年來生產模具鋼質量水平較高的冶金廠的實際質量水平，已經大大超過此級別的規定，并且制定了相應的企業內控標準，用戶也提出了更髙的要求。

4.交貨狀態

除了美國標準規定交貨狀態為退火、淬火或回火外，其他工業先進國家的標準規定W退火狀態交貨。

但是，在塑料模具鋼方面用戶已經要求W預硬化狀態交貨。模塊要求六面進行機加工狀態交貨。我國一般規定退火狀態交貨。

交貨狀態鋼材和試樣淬火后的硬度值，必須按表2-3的規定。美國鋼種退火硬度一般均比我國低，德國和我國的基本相同，日本同我國相比則有高有低，美國的試樣的淬火硬度一般均比我國的高，德國、日本與我國基本相當，我國冶金廠能保證熱作模具鋼的淬火硬度，故沒有規定。

表2-3GB/T1299—2000標準規定的鋼材的退火硬度和淬、回火硬度

			交貨狀態	試樣淬火
序號	鋼組	牌號	布氏硬度 HB10/3000	淬火溫度/℃	冷卻劑	洛氏硬度HRC≥
1-1	量具刃具用鋼	9SiCr	241~197	820~860	油	62
1-2		8MnSi	<229	800~820	油	60
1-3		Cr06	241~187	780~810	水	64
1-4		Cr2	229~179	830~860	油	62
1-5		9Cr2	217~179	820~850	油	62
1-6		W	229~187	800~830	水	62
2-1	耐沖擊工具用鋼	4CrW2Si	217~179	860~900	袖	53
2-2		5CrW2Si	255~207	860~900	油	55
2-3		6CrW2Si	285~229	860~900	油	57
2-4		6CrMnSi2Mo1V	≤229	(677+15)℃，885℃(鹽�。┗� 900℃(爐控氣氛）±6℃加熱，保溫5~15min 油冷，58~204℃回火		58
2-5		5Cr3Mn1SiMo1V	(677+15)℃，941℃(鹽�。┗�955℃(爐控氣氛）±6℃加熱，保溫5~15min 油冷，58~204℃回火			56
3-1	冷作模具鋼	Crl2	269~217	950~1000	油	60
3-2		Cr12Mo1V1	≤225	(820+15)℃預熱，940°C(鹽浴）或 1010℃(爐控氣氛）±6℃加熱，保溫叫0~20min空冷，（200±6)回火		59
3-3		Cr12MoV	255~207	950~1000	油	58
3-4		Cr5Mo1V	≤255	(790+15)℃預熱，940℃(鹽�。┗� 950℃(爐控氣氛）±6℃加熱保溫10~20min空冷，（200±6)℃回火		60
3-5		9Mn2V	≤229	780~810	油	62
3-6		CrWMn	255~207	800~830	油	62
3-7		9CrWMn	241~197	800~830	油	62
3-8		Cr4W2MoV	≤269	960~980，1020~1040	油	60
3-9		6Cr4W3Mo2VNb	≤255	1100~1160	油	60
3-10		6Cr6Mo5Cr4V	≤269	1180~1200	油	60
3-11		7CrSiMnMoV	≤239	淬火：870~900 回火：150±10	油冷或空冷	60
4-1	熱作模具鋼	7CrMnMo	241~197	820~-850	油
4-2		5CrNiMo	241~197	830~860	油
4-3		3Cr2W8V	≤255	1075~1128	油
4-4		5Cr4Mo3SiMnVAl	≤255	1090~1120	油
4-5		3Cr3Mo3W2V	≤255	1060~1130	油
4-6		5Cr4W5Mo2V	≤2269	1100~1150	油
4-7		8Cr3	255~207	850~880	油
4-8		4CrMnSiMoV	241~197	870~930	油
4-9		4Cr3Mo3SiV	≤229	(790+15)℃預熱，1010℃(鹽�。┗� 1020℃(爐控氣氛）±6℃加熱保溫10~20min空冷，（550±6)℃回火
4-10		4Cr5MoSiV	≤235	(790+15)℃預熱，1000℃(鹽�。┗� 1010℃(爐控氣氛）±6℃加熱保溫10~20min空冷，（550±6)℃回火
4-11		4Cr5MoSiVl		(790+15)℃預熱，1000℃(鹽�。┗� 1010℃(爐控氣氛）±6℃加熱保溫10~20min空冷，（550±6)℃回火
4-12		4Cr5W2VSi	≤229	1030~1050	油或空
5-1	無磁模具鋼	7Mn15Cr2CrA13 V2WMo		1170~1190固溶 650~700時效	水或空	45
6-1	塑料模具鋼	3Cr2Mo
6-2	塑料模具鋼	3Cr2MnNiMo

①保溫時間是指試樣達到加熱溫度后保持的時間。

a.試樣在鹽浴中進行，在該溫度保持時間為5min，對Cr12Mo1V1鋼是10min。

b.試樣在爐控氣氛中進行，在該溫度保持時間為5~15min。

6.脫碳

美國、中國、日本都將脫碳列為必檢項目，德國只有脫碳的檢驗的方法，但沒有作規定。我國標準規定對脫碳層深度采用線性公式，美國標準和日本標準都是按鋼材截面尺寸分組距作出不同規定，顯然我國所用線性公式較為科學合理。我國GB/T1299—2000對脫碳的規定如表2-4所示。熱軋和鍛制鋼材一邊總脫碳層（鐵素體+過渡層)，應符合表2-4的規定，根據需方的要求，可W雙方協商，在合同中說明。冷拉鋼材一邊總脫碳層，除含珪合金鋼外應不大于其公稱尺寸的1.5%，含硅合金鋼不應大于其公稱尺寸的2%，銀亮鋼表面不允許有脫碳層。扁鋼和直徑（邊長）大于150mm的鋼材的總脫碳層按供需雙方協議。

表2-4GB/T1299—2000對脫碳層規定

鋼材直徑或邊長/mm	總脫碳層深度≤
鋼材直徑或邊長/mm	I組	II組
5~150	0.25+l%D	0.20+2%D

注：D凸為鋼材截面公稱尺寸。

7.高倍組織

GB/T1299-2000標準中規定了珠光體組織、網狀碳化物和共晶碳化物不均勻度3套金相評級標準與合格級別。美國標準未作規定，日本與德國標準將此項作為雙方協議項目。我國GB/T1299-2000標準規定對珠光體組織、網狀碳物、共晶碳化物不均勻度進行檢驗。

（1）珠光體組織

a.退火狀態交貨的9SiCr、Cr2、CrWMn、9CrWMn、Cr2和9Cr2鋼應檢驗珠光體組織，并按本標準所附第一級別評定，合格級別為1~5級。制造螺紋刃具用的9SiCr退火鋼材，其珠光體組織合格級別為2~4級。

b.退火狀態交貨的CrWMn、Cr2、Cr06和9SiCr鋼應檢驗網狀碳化物，并按本標準所附第二級別圖評定。截面尺寸不大于60mm2的CrWMn、Cr2、Cr06和9SiCr鋼材，其合格級別不大于3級。制造螺紋刃具用的不大于60mm2的9SiCr退火鋼材，其網狀碳化物的合格級別為不大于2級。

（2）共晶碳化物不均勻度

退火狀態交貨的Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1、6W6Mo5Cr4V和6Cr4W3Mo2VNb鋼應檢驗共晶碳化物不均勻度，并按GB/T14979標準的第四評級圖評定，其合格級別應符合表2-5的規定。

表2-5GB/T1299—2000標準中對共晶碳化物合格級別的規定

鋼材直徑或邊長/mm	共晶碳化物不均勻度合格級別/級≤
鋼材直徑或邊長/mm	1組	2組
≤50	3	4
>50~70	4	5
>70~120	5	6
>120	6	協議

8.鋼材的表面質量

1）供壓力加工用的熱乳和鍛制鋼材，表面不得有目視可見的裂紋、折疊、結疤和夾雜。如有上述缺陷必須清除，清除深度從鋼材實際尺寸算起應符合表2-6的規定，清除寬度不小于深度的5倍。深度在公差之半范圍內的其他輕微表面缺陷可不清除。美國、日本等國的標準均有相應的規定。如日本標準規定，鋼材應加工良好，不得有影響使用的缺陷。德國標準規定，表面狀態應按加工余量不同的等級交貨，在加工余量范圍內允許存在表面缺陷和邊緣脫碳。

表2-6地/T1巧9-2000標準中熱軋鋼材表面缺陷允許允許清除的深度

鋼材直徑或邊長/mm	同截面允許清除深度
≤80	公差之半
80~140	公差
>140	鋼材截面尺寸的公差

2)供切削加工用的熱化和鍛制鋼材，表面允許有從鋼材公稱尺寸算起深度不大于表2-7的規定缺陷。

表2-7GB/T1299-2000標準規定切削用鋼材表面局部缺陷允許深度

鋼材截面尺寸/mm	局部缺陷允許的深度
<80	公差之半
≥80	公差

3）冷拉鋼材表面應潔凈、光滑、不應有裂紋、折疊、結疤、夾雜和氧化鐵皮。經熱處理的冷拉鋼材表面允許有氧化色或輕微氧化層。9級和10級精度的冷拉鋼材表面，不得有任何缺陷。11級和12級精度的冷拉鋼材表面，允許有深度不大于（從實際尺寸算起的該公稱尺寸公差的麻點、個別劃痕、發紋、凹面等缺陷）公稱尺寸公差之半。銀亮鋼應符合GB/T3207之規定。

在冷拉材方面，美國的標準規定的較嚴，即表面缺陷在允許公差范圍內清除之后才符合要求。