1.鋼材的定義:
鋼是指含碳量為0.0218%~2.11%鐵碳合金。在普通鋼材中加入Cr,Mo,V,Ni當(dāng)合金成分得到合金鋼時(shí),我們的模具鋼屬于合金鋼。
二、改變鋼材性能的方法主要有以下三個(gè)方面:
1. 合金成分
碳:C
提高淬火組織的硬度;
形成碳化物,提高耐磨性;
降低韌性;
降低可焊性
鉻:Cr
提高鋼的硬度,形成堅(jiān)硬穩(wěn)定的碳化鉻,提高耐磨性;
能提高鋼的淬透性;
當(dāng)Cr 具有耐腐蝕性,并提供良好的拋旋光性
鉬:Mo
Mo是提高耐磨性的強(qiáng)碳化物形成元素;
Mo>0.5%能抑制其他合金元素引起的回火脆性;
提供紅硬、熱強(qiáng)度;
提高淬火穩(wěn)定性
釩:V
可以形成高硬度碳化物,提高耐磨性;
細(xì)化鋼晶,降低過(guò)熱敏感性
提高鋼的強(qiáng)度、韌性和回火穩(wěn)定性
鎳:Ni
Ni能提高鋼的淬透性;
Ni能細(xì)化晶粒
硫(S)
常以MnS形式存在于鋼中,分裂基體的連續(xù)性,惡化材料的韌性、耐腐蝕性、拋光性、放電加工性和腐蝕性,可提高材料的切割能力。
2.冶煉工藝
1)普通煉鋼工藝
2)電渣重熔(ESR)
將粗鋼坯放入電渣爐中,進(jìn)入強(qiáng)電流,使電爐產(chǎn)生高溫,使粗鋼坯熔化成鋼水,鋼水流過(guò)電渣,雜質(zhì)被電渣過(guò)濾吸附,達(dá)到純化效果。整體重熔速度很快,但一些非常小的雜質(zhì)并沒(méi)有被去除。
3)真空電弧重熔(VAR)
在真空爐中,通過(guò)強(qiáng)電流進(jìn)入鋼胚,鋼胚底部開(kāi)始熔化,雜質(zhì)蒸發(fā)成氣體,提高鋼的純度,一滴一滴凝固,凝固速度非???,組織變得非常致密。其特點(diǎn)是雜質(zhì)完全去除,但整體重熔速度較慢。
3.熱處理
鋼的熱處理是指通過(guò)控制鋼的加熱溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度來(lái)改變鋼的性能,以滿足加工或使用要求的過(guò)程。
主要的熱處理工藝有:退火、淬火、回火。
三、模具鋼按用途分類
1.冷作模具鋼
冷模具鋼主要用于制造在冷狀態(tài)下壓制工件的模具。如冷沖模、冷沖模、冷拉深模、壓印模、冷擠壓模、螺紋壓模、粉末壓模等。從各種碳工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼到粉末高速工具鋼、粉末高合金模具鋼,冷制模具鋼的范圍很廣。
2.熱作模具鋼
熱模鋼主要用于制造高溫工件的壓力加工模具。如熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱鍛模具等。常用的熱模鋼包括:中高碳含量的添加Cr、W、Mo、V合金模具鋼等合金元素;對(duì)熱作模具鋼的特殊要求,有時(shí)采用高合金奧氏體耐熱模具鋼。
3.塑料模具鋼
由于塑料品種繁多,對(duì)塑料制品的要求差異很大,對(duì)制造塑料模具的材料也提出了不同的性能要求。因此,許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家形成了廣泛的塑料模具鋼系列。包括碳結(jié)構(gòu)鋼、滲碳塑料模具鋼、預(yù)硬塑料模具鋼、及時(shí)硬化塑料模具鋼、耐腐蝕塑料模具鋼、易切割塑料模具鋼、整體硬化塑料模具鋼、馬氏體及時(shí)性鋼、鏡面拋光塑料模具鋼等。
四、模具按壽命長(zhǎng)度分為五級(jí),對(duì)鋼材的要求:
一般把模具按使用壽命的長(zhǎng)短分五級(jí)。一級(jí)在百萬(wàn)次以上,二級(jí)是50萬(wàn)-100萬(wàn)次,三級(jí)在30萬(wàn)-50萬(wàn)次,四級(jí)在10萬(wàn)-30萬(wàn)次,五在10萬(wàn)次以下。
一級(jí)和二級(jí)模具需要熱處理和硬度HRC50左右的鋼材,否則易于磨損,注塑出的產(chǎn)品易超差,故所選的鋼材既要有較好的熱處理性能,又要在高硬度的狀態(tài)下有好的切削性能,當(dāng)然還有其他方面的考慮。通常選用瑞典的8407、S136,美國(guó)的420、H13、歐洲2316、2344、083,或日本SKD61、DC53(原為五金模材料,特殊情況下使用)。腐蝕性強(qiáng)的塑料一般選用S136、2316、420等鋼材,除了弱腐蝕性S除136、2316、420外,還有SKD61,NAK80,PAK90,718M。產(chǎn)品的外觀要求對(duì)模具材料的選擇也有很大的影響。透明部件和表面需要拋鏡產(chǎn)品。可選材料包括S136,2316,718S,NAK80,PAK應(yīng)選擇透明度極高的90、420模具S136,其次是420。
三級(jí)模具預(yù)硬料多,牌號(hào)多S136H,2316H,718H,083H,硬度HB270----340。
四五級(jí)模具P20、718、738、618、2311、2711,也可用于要求極低的模具S50C,45#鋼,即直接在模胚上做型腔。
五、各國(guó)鋼材代號(hào)
1.美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)AISI
P1-P19:LowCarbon Steel
P20-P39:Low Carbon, High Alloy Steel(塑料模鋼)
2XX,3XX,4XX,6XX:Stainless Steel (不銹鋼)
H1-H19:Chromium base (鉻基-熱作鋼)
:Water Hardening Steel
Sx:Shock Resisting Steel
Ox:OilHardening Steel (油鋼)
Ax:AirHardening Steel
Dx:High Carbon, High Chromium Steel(鉻鋼)
Mx:Molybdenum base (H.S.S.-高速鋼)
2.德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN
1.2738:Low carbon, high alloy (P20 - 塑料模鋼)
1.2311:Lowcarbon, high alloy (P20 - 塑料模鋼)
1.2312:Lowcarbon, high alloy, free Machine (P20-易切削)
1.2083:StainlessSteel (420 - 抗酸鋼)
1.2316:Highperformance stainless Steel (420 - 高抗酸鋼)
1.2343:Chromiumbase (鉻基-H11 –熱作鋼)
1.2344:Chromiumbase (鉻基-H13 –熱作鋼)
1.2510:Lowalloy steel (O1-油鋼)
1.2379:Highcarbon, high chromium steel (D2 –鉻鋼)
3.日本標(biāo)準(zhǔn)JIS
SxxC:Plain Carbon steel(黃牌 - S55C)
SUSxx:Stainless Steel (抗酸鋼- 420)
SCrx:Chromium Steel
SCMx:Chromium Molybdenum Steel(P20)
SKx:Carbon Tool Steel
SKSx:Low Alloy Steel (油鋼 - O1)
SKD11:MediumHigh Alloy Steel(鉻鋼- D2)
SKD6:Medium High Alloy Steel(中高合金鋼-H11)
SKD61:Medium High Alloy Steel(中高合金鋼-H13)
SKHxx:High Speed Steel (高速鋼- M 2)
SUMx:Free Cutting Steel (易切割鋼)
SUJx:Bearing Steel
六、普通進(jìn)口模具鋼及其參數(shù)性能
瑞典一勝百 STAVAXESR-S136-高耐磨耐腐蝕預(yù)硬鏡鋼材
出廠狀態(tài)︰ HB215
相當(dāng)于布德魯斯Buderus標(biāo)準(zhǔn)︰ 2316
相當(dāng)百祿Bohler標(biāo)準(zhǔn)︰ M310
相當(dāng)日立hitachi 標(biāo)準(zhǔn)︰ HPM38
相當(dāng)大同DAIDO標(biāo)準(zhǔn)︰ PAK90
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋旋光性︰ ★★★★★
抗蝕性︰ ★★★★☆
產(chǎn)品描述 :為高級(jí)不繡工具鋼。優(yōu)火花加工具有優(yōu)異的耐腐蝕性、拋光性、耐磨性和機(jī)械加工性,能獲得超鏡加工效果和優(yōu)質(zhì)表面,淬火時(shí)穩(wěn)定性好。模具長(zhǎng)期使用后,模具孔表面仍保持原有的光滑狀態(tài)。模具在潮濕環(huán)境下運(yùn)行或儲(chǔ)存時(shí)不需要特殊保護(hù)。建議用于高拋光注塑模具和腐蝕性塑料模具。
瑞典一勝百 8402-優(yōu)質(zhì)熱工具鋼
出廠狀態(tài)︰ HB 185
相當(dāng)于布德魯斯Buderus標(biāo)準(zhǔn)︰ 2344
相當(dāng)百祿Bohler標(biāo)準(zhǔn)︰ W302
相當(dāng)日立hitachi 標(biāo)準(zhǔn)︰ DAC
相當(dāng)大同DAIDO標(biāo)準(zhǔn)︰ DHA1
耐磨性︰ ★★☆☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
淬硬性︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述:耐磨性好,韌性和延展性好,穩(wěn)定性好,加工拋光性好,高溫強(qiáng)度和耐熱疲勞性好,淬火性好,熱處理尺寸變形小。用于金屬熱鍛模具、鋁擠壓模具、塑料模具、鋁壓鑄模具等。
瑞典一勝百 8407-高級(jí)熱工具鋼
出廠狀態(tài)︰ HB 185
相當(dāng)于布德魯斯Buderus標(biāo)準(zhǔn)︰ 2344ESR
相當(dāng)日立hitachi 標(biāo)準(zhǔn)︰ DAC
相當(dāng)大同DAIDO標(biāo)準(zhǔn)︰ DHA1
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
淬硬性︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★★☆
產(chǎn)品描述 :是鉻、鉬、釩合金工具鋼,采用特殊煉鋼技術(shù)和嚴(yán)密質(zhì)量控制得到的純度高且組織微細(xì)的鋼材,8407的等向性(各向同性)要比一般傳統(tǒng)煉制度H13更好。這對(duì)壓鑄模具、鍛造模具、擠壓模具等模具的抗機(jī)械疲勞和熱應(yīng)力疲勞性能更有價(jià)值。因此,8407模具的硬度可以與普通模具相比H13提高1-2HRC而不是犧牲韌性。高硬度可以減緩熱裂紋的發(fā)生,提高模具的使用壽命。用于各種金屬壓鑄模具、擠壓模具、高質(zhì)量塑料模具。
瑞典一勝百 ASP23-高耐磨高韌性粉高速鋼粉
出廠狀態(tài)︰ HB 260
相當(dāng)日立hitachi 標(biāo)準(zhǔn)︰ HAP10
耐磨性︰ ★★★★☆
韌性︰ ★★★☆☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述鉬釩粉末鋼,耐磨性高(耐磨粒磨損),抗壓強(qiáng)度高,淬透性好,韌性好,熱處理尺寸穩(wěn)定性好,抗回火軟化性好。ASP-23特別適用于薄加工材料的下料和成型,或模具故障是由于混合磨粒磨損和粘附磨損,或知識(shí)磨粒磨損,表面塑性變形的風(fēng)險(xiǎn)也較高。例如,中碳鋼或高碳鋼、切割硬化鋼板或冷軋鋼帶、含玻璃纖維的塑料模具。
瑞典一勝百 XW-42-高級(jí)耐磨冷工具鋼
出廠狀態(tài)︰ HB210
相當(dāng)于布德魯斯Buderus標(biāo)準(zhǔn)︰ 2379
相當(dāng)百祿Bohler標(biāo)準(zhǔn)︰ K110
相當(dāng)日立hitachi 標(biāo)準(zhǔn)︰ SLD
相當(dāng)大同DAIDO標(biāo)準(zhǔn)︰ DC11
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述:是一種含鉬、釩的高碳、高鉻合金工具鋼。耐磨性和韌性,淬火性能優(yōu)異,常推薦使用 很