1.2162 工具钢技术解析与应用指南
1. 材料概述
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1.2162
是一种高性能冷作合金模具钢,归类于冷作工具钢范畴,执行标准包括德标
DIN 17350
、
EN ISO 4957:2000
及美标
ASTM A681
。其核心特性在于通过优化的合金设计与热处理工艺,实现了
高硬度(58–62 HRC)
、
卓越耐磨性
与
强韧性的协同平衡
。这种材料特别适用于制造高精度、长寿命的冷作模具,尤其在汽车制造、精密工具等领域具有不可替代的地位。
2. 化学成分与合金设计
1.2162 的化学成分设计科学,通过中碳、中铬及锰强化体系,在保障硬度的同时避免高碳钢的脆性风险:
元素
含量(质量%)
功能作用
碳 (C)
0.18–0.45
提供基体硬度与碳化物形成能力
铬 (Cr)
0.80–1.40
增强淬透性、耐磨性及抗腐蚀性
锰 (Mn)
0.50–1.40
提高强度与淬透性
硅 (Si)
0.15–0.50
强化铁素体并改善脱氧效果
杂质 (P/S)
≤0.030
减少脆性倾向
锰-铬协同作用
显著提升了材料的深层硬化能力,使其在截面厚度≤500mm 时仍可实现均匀硬化,满足大型复杂模具的需求。
3. 热处理工艺与性能调控
热处理是发挥 1.2162 性能的核心环节,需分阶段精准控制:
- 1.
退火
- 温度:750–800℃,缓冷至室温
- 目标:硬度≤217 HBW,优化切削加工性。
- 2.
淬火
- 温度:810–1020℃(常用 840–860℃),油冷或空冷
- 峰值硬度:61–64 HRC(马氏体组织)。
- 3.
回火
低温回火
(150–180℃):硬度 60–62 HRC,适用于高耐磨场景(如冲裁模)
高温回火
(550–650℃):硬度 45–50 HRC,提供高韧性(如抗冲击模具)- 回火温度与硬度呈负相关,为不同工况提供弹性调整空间。
4. 机械性能与物理特性
机械性能(淬火+回火态)
抗拉强度
:≥740 MPa
屈服强度
:≥490 MPa
延伸率
:15–18%
断面收缩率
:45%- 高屈服强度与适中延展性结合,确保材料在冲击载荷下抗断裂能力突出。
物理性能
密度
:7.85 g/cm³
弹性模量
:210 GPa
热导率
(20℃):38 W/(m·K)
热膨胀系数
(20–100℃):11.5×10⁻⁶/K- 低热膨胀系数保障了高温工况下的尺寸稳定性,适用于精密成形模具。
5. 核心优势
- 1.
强韧平衡- 冲击韧性显著优于同硬度级别高碳钢,解决模具“耐磨易裂”矛盾。
- 2.
淬透性优异- 大截面(≤500mm)硬化均匀性高,避免性能梯度差异。
- 3.
工艺适应性- 退火态切削/磨削性能良好,热处理变形可控,支持后续渗氮、镀铬等强化工艺。
6. 应用领域
- 1.
冷作模具
冲裁模
(58–62 HRC):高耐磨刃口保持锋利
拉伸模
(58–63 HRC):抗金属粘着磨损
冷镦模
(58–62 HRC):承受高频冲击载荷。
- 2.
汽车制造
- 车门/窗框冲压模、发动机零件成形模、高强度螺栓冷挤模。
- 3.
精密工具
- 剪切刀具、冲孔头、量规(60–65 HRC)、搓丝板。
- 4.
工业部件
- 气锤工具、燃油泵活塞、阀座等耐磨损结构件。
7. 工艺性能与供应形态
加工工艺
热加工
:锻造温度 1050–850℃,终锻温度≥800℃
冷加工
:退火态可进行车削、铣削、钻孔
表面处理
:渗氮、镀铬提升表面硬度与寿命。
产品形态
形态
规格范围
棒材
直径 6–500mm
板材
厚度 0.5–80mm
管材/锻件
定制尺寸
线材
精密小件加工
8. 总结
1.2162 工具钢凭借其
成分设计的科学性
与
热处理的灵活性
,成为冷作模具领域的标杆材料。其高耐磨性、深淬透性及强韧平衡特性,解决了高负荷模具在复杂应力下的失效难题。随着高端制造业对模具寿命要求的提升,该材料通过
电渣重熔冶炼
、
真空淬火
等工艺优化,将进一步拓展在精密成形领域的应用深度,持续推动汽车、机械、工具等行业的技术升级。
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