一、钢材的定义: " P/ H# G$ |/ w( U) C- a% N
钢材是指含碳量在0.0218%~2.11%的铁碳合金。在普通钢材中添加Cr,Mo,V,Ni等合金成分就得到了合金钢,我们的模具钢材都属于合金钢。
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二、改变钢材性能的办法,主要有以下三方面: 8 L0 Q8 I, Q# v/ r
1. 合金成分 ; R: h" a7 f6 Z
碳:C 增加淬火组织的硬度; 形成碳化物,提高耐磨性; 降低韧性; 降低可焊性 ( Z& R3 x6 [/ k& x' W
铬:Cr 提高钢之硬度,形成坚硬及稳定的碳化铬,从而改善耐磨性; 能提高钢的淬透性; 当Cr含量超过12%, 具耐腐蚀作用,并提供良好抛旋光性 + [' p0 E, [. S1 Z( @$ \1 C
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钼:Mo Mo是强碳化物形成元素,提高耐磨性; Mo>0.5%能抑止其他合金元素引致之回火脆性; 提供红硬性,热强度; 提高淬透性,回火稳定性 " F. X# X5 }* e F9 a3 P
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钒:V 可以形成高硬度碳化物,提高耐磨性; 细化钢的晶粒,降低过热敏感性 提高钢之强度、韧性及回火稳定性
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镍:Ni Ni能提高钢的淬透性; Ni能细化晶粒 & f8 {+ b: b/ N. N$ M3 O; R/ x
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硫(S) , K! x5 l" {1 r8 S2 H
2.冶炼工艺& @0 f/ o, \4 q) B
1)普通炼钢工艺
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2)电渣重熔(ESR) " S1 X. d& j1 ]2 p& z+ G( Q, S
将粗钢坯置于电渣炉中,通入强电流,使电炉产生很高的温度,使粗钢坯熔化成钢水,钢水流经电渣,杂质被电渣过滤吸附,从而达到纯化的效果。整体重熔速度快,但一些非常细小的杂质并未除去。
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3)真空电弧重熔(VAR)
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在真空炉里,通入强电流在钢胚上,钢胚底部开始熔化,杂质汽化成气体被抽走,从而将钢材纯度提高,而且它是一滴一滴地凝固,凝固速度非常快,组织变得很致密。特点是杂质去得彻底,但整体重熔速度慢。 . ^( P3 Z, ^9 {( h, A. d
3.热处理 ! L6 v" \: P. k6 v- X' V( H
钢材的热处理是指经过加热然后冷却,通过控制钢材的加热温度、保温时间及冷却速度来改变钢的性能,以满足加工或使用要求的工艺过程。 主要的热处理工艺有:退火、淬火、回火。
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三、模具钢按用途分类 6 r2 @; `. D8 q
1.冷作模具钢
* z& a B8 b' B9 ~. M B0 \: @冷作模具钢主要用于制造对冷状态下的工件进行压制成型的模具。如冷冲裁模具、冷冲压模具、冷拉深模具、压印模具、冷挤压模具、螺纹压制模具和粉末压制模具等。冷作模具钢的范围很广,从各种碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢到粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢。
2.热作模具钢
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7 o8 m" _, _; [7 k7 [热作模具钢主要用于制造对高温状态下的工件进行压力加工的模具。如热锻模具、热挤压模具、压铸模具、热镦锻模具等。常用的热作模具钢有:中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具钢;对特殊要求的热作模具钢,有时采用高合金奥氏体耐热模具钢制造。
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3.塑料模具钢
6 C- [9 r7 k, D. W+ l& p1 j2 k- B由于塑料的品种很多,对塑料制品的要求差别也很大,对制造塑料模具的材料也提出了各种不同的性 能要求。所以,不少工业发达的国家已经形成了范围很广的塑料模具用钢系列。包括碳素结构钢、渗碳型 塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、耐蚀塑料模具钢、易切塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、马氏体时效钢以及镜面抛光用塑料模具钢等。
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四、把模具按寿命长短分为五级,对钢材的要求:
% s& |! F# J E/ h/ R一般把模具按使用寿命的长短分五级。一级在百万次以上,二级是50万-100万次,三级在30万-50万次,四级在10万-30万次,五在10万次以下。
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一级与二级模具都要求用可以热处理、硬度在HRC50左右的钢材,否则易于磨损,注塑出的产品易超差,故所选的钢材既要有较好的热处理性能,又要在高硬度的状态下有好的切削性能,当然还有其他方面的考虑。通常选用瑞典的8407、S136,美国的420、H13,欧洲的2316、2344、083,或日本的SKD61、DC53(原为五金模材料,特殊情况下使用)。有强腐蚀性的塑胶一般选S136,2316,420等钢材,弱腐蚀性的除选S136,2316,420外,还有SKD61,NAK80,PAK90,718M。产品的外观要求对模具材料的选择亦有很大的影响,透明件和表面要求抛镜面的产品,可选用的材料有S136,2316,718S,NAK80,PAK90,420,透明度特高的模具应选S136,其次是420。
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三级模具用预硬料多,牌号有S136H,2316H,718H,083H,硬度HB270----340。
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四五级模具用P20,718,738,618,2311,2711,对于要求特低的模具,还有可能用到S50C,45#钢,即直接在模胚上做型腔。 8 _7 \1 D4 D* z: m) j! o9 L
五、各国钢材代号
) X# q+ u9 [/ Z+ A1.美国标准AISI 2 }% a8 @) W( j% u+ l! V2 j9 ]9 n
P1-P19:LowCarbon Steel P20-P39:Low Carbon, High Alloy Steel(塑胶模钢) 2XX,3XX,4XX,6XX:Stainless Steel (不锈钢) H1-H19:Chromium base (铬基-热作钢) Wx:Water Hardening Steel Sx:Shock Resisting Steel Ox:OilHardening Steel (油钢) Ax:AirHardening Steel Dx:High Carbon, High Chromium Steel(铬钢) Mx:Molybdenum base (H.S.S.-高速钢) : i4 l9 w6 ^6 |2 i* Q4 b) z' [9 a
2.德国标准DIN ) d* m$ z5 ~2 n/ X
1.2738:Low carbon, high alloy (P20 - 塑胶模钢) 1.2311:Lowcarbon, high alloy (P20 - 塑胶模钢) 1.2312:Lowcarbon, high alloy, free Machine (P20-易切削) 1.2083:StainlessSteel (420 - 抗酸钢) 1.2316:Highperformance stainless Steel (420 - 高抗酸钢) 1.2343:Chromiumbase (铬基-H11 –热作钢) 1.2344:Chromiumbase (铬基-H13 –热作钢) 1.2510:Lowalloy steel (O1-油钢) 1.2379:Highcarbon, high chromium steel (D2 –铬钢) 6 s- J5 w0 ]3 d7 p4 ]2 @
3.日本标准JIS ) ]! i# o5 {9 v
SxxC:Plain Carbon steel(黃牌 - S55C) SUSxx:Stainless Steel (抗酸钢- 420) SCrx:Chromium Steel SCMx:Chromium Molybdenum Steel(P20) SKx:Carbon Tool Steel SKSx:Low Alloy Steel (油钢 - O1) SKD11:MediumHigh Alloy Steel(铬钢- D2) SKD6:Medium High Alloy Steel(中高合金钢-H11) SKD61:Medium High Alloy Steel(中高合金钢-H13) SKHxx:High Speed Steel (高速钢- M 2) SUMx:Free Cutting Steel (易切削钢) SUJx:Bearing Steel
2 x- ] U/ c1 q: V0 S1 Z1 b) @/ h六、常见进口模具钢材及其参数性能
1 d) v$ l5 T0 y2 ]6 D' r瑞典一胜百 STAVAXESR-S136 --高耐磨抗腐蚀预硬镜面钢材 % H: _( l2 {0 d: |
瑞典一胜百 8402--优质热作工具钢 - R% a$ }. L+ l- U
瑞典一胜百 8407--高级热作工具钢 " S5 W0 w! i0 i% o) Y* z
瑞典一胜百 ASP23--高耐磨高韧性粉末高速钢 4 I5 v& `2 L0 g3 i q9 q, J
瑞典一胜百 XW-42--高级高耐磨冷作工具钢
& T4 W! v- L8 b6 ?+ X/ [. ?瑞典一胜百 718HH --高抛光预硬精密塑胶模具钢
6 W3 j; a. O2 E
瑞典一胜百 VIKING--高耐磨高韧性冷作工具钢
( W, W9 ~ |8 A6 X ~- }, M F. s8 X! T
日本大同NAK80--预硬镜面精密塑胶模具钢
! L9 C4 H- b: O0 Y$ ^9 p. s" U. R7 t9 l2 k日本大同DC53 --高硬度高韧性冷作工具钢
, y& v' A' m) \! X
日本大同NAK55 --高预硬高性能精密模具钢材 , W4 h+ R6 R$ y8 w! A% e0 c
日本大同S-STAR --预硬化高抛光耐腐蚀塑胶钢 8 _0 ]5 @9 w2 O7 P6 d) r$ F5 _
日本大同DHA1 --高性能热作工具钢JIS SKD61
8 ^0 F2 U! I- }* L+ z日本大同DC11 --高硬度高耐磨高铬工具钢JIS SKD11
" p* w0 n& L: e+ t日本日立金属HPM1--高级预硬模具钢
4 C6 X1 u+ d t日本日立金属SLD --高耐磨高铬冷作工具钢JIS SKD11 品牌︰日本 日立金属 出厂状态︰ HB210 相当布德鲁斯Buderus标准︰ 2379 相当百禄Bohler标准︰ K110 相当大同DAIDO标准︰ DC11 相当一胜百ASSAB标准︰ XW-42 耐磨性︰ ★★★☆☆ 韧性︰ ★★★☆☆ 尺寸稳定︰ ★★★★☆ 加工性︰ ★★★☆☆ 产品描述 :用途广泛的通用型冷加工用工具钢。具有极高的耐磨性,高抗压强度,相对较好的韧性,淬火性能好,热处理变形小。近年来随着各向同性炼钢工艺(Isotropy)的应用,SLD的性能又有了进一步的提高,使用效果明显优于其它SKD11类模具材料。用于冲压、落料、剪切、拉伸、弯曲、压印、冷挤、冷锻、粉末压制等模具。
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日本日立金属HPM50 --高抛光预硬精密模具钢材 ( @: k0 d! m4 p& Y
日本日立金属HPM7 --高级精密塑胶模具钢材
7 `5 Y8 a; i G6 u7 H% `, Y7 }1 O日本日立金属SLD8 --高硬度高韧性冷作工具钢 ' W1 X, _% C1 H1 [
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