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當合金成分得到合金鋼時,我們的模具鋼屬于合金鋼。
改變鋼材性能的方法主要有三個: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,形成堅硬穩(wěn)定的碳化鉻,提高耐磨性;
能提高鋼的淬透性;
當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、熱強度;
提高淬火穩(wěn)定性
釩:V
能形成高硬度碳化物,提高耐磨性;
細化鋼晶,降低過熱敏感性
提高鋼的強度、韌性和回火穩(wěn)定性
鎳:Ni
Ni能提高鋼的淬透性;
Ni能細化晶粒
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
普通煉鋼工藝
電渣重熔(ESR)
將粗鋼坯放入電渣爐中,進入強電流,使電爐產(chǎn)生高溫,使粗鋼坯熔化成鋼水,鋼水流過電渣,雜質(zhì)被電渣過濾吸附,達到純化效果。整體重熔速度很快,但一些非常小的雜質(zhì)并沒有被去除。
真空電弧重熔(VAR)
在真空爐中,通過強電流進入鋼胚,鋼胚底部開始熔化,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控制鋼的加熱溫度、保溫時間和冷卻速度來改變鋼的性能,以滿足加工或使用要求的過程。
主要的熱處理工藝有:退火、淬火、回火。
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;對熱作模具鋼的特殊要求,有時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,對塑料制品的要求差異很大,對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)達國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、預硬塑料模具鋼、及時硬化塑料模具鋼、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、馬氏體及時性鋼、鏡面拋光塑料模具鋼等。
根據(jù)使用壽命長度分為五級,對鋼材的要求:一般來說,模具根據(jù)使用壽命的長度分為五百萬次以上,二級在50萬-100萬次,三級在30萬-50萬次,四級在10萬-30萬次,五級在十萬次以下。
一級與二級模具都要求用可以熱處理、硬度在HRC50左右的鋼材,否則容易磨損,注塑產(chǎn)品容易超差。因此,所選鋼材不僅要有良好的熱處理性能,還要有良好的硬度切割性能。當然,還有其他考慮因素。
瑞典通常選擇8407,S136,美國的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??蛇x材料包括S136,2316,718S,NAK80,PAK應選擇透明度極高的90、420模具S136,其次是420。
三級模具預硬料多,牌號多S136H,2316H,718H,083H,硬度HB270----340。
四五級模具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。
各國鋼材代號1.美國標準AISI
Code:
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.德國標準DIN
Code:
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.日本標準JIS
Code:
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
常見的進口模具鋼及其參數(shù)性能瑞典一勝百 STAVAXESR-S136-高耐磨耐腐蝕預硬鏡鋼材
出廠狀態(tài)︰ HB215
相當于布德魯斯Buderus標準︰ 2316
相當百祿Bohler標準︰ M310
相當日立hitachi 標準︰ HPM38
相當大同DAIDO標準︰ 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 :為高級不繡工具鋼。優(yōu)良的耐腐蝕性、拋旋光性、耐磨性、機械加工性,電火花加工可以獲得超鏡面加工效果及高品質(zhì)表面,淬火時具有優(yōu)良的穩(wěn)定性。模具長期使用后,模穴表面仍然維持原先的光滑狀態(tài)。模具在潮濕的環(huán)境下操作或存放時、不需要特別的保護。被推薦用于高拋光要求注塑模具和腐蝕性塑膠模具。
瑞典一勝百 8402-優(yōu)質(zhì)熱工具鋼
出廠狀態(tài)︰ HB 185
相當于布德魯斯Buderus標準︰ 2344
相當百祿Bohler標準︰ W302
相當日立hitachi 標準︰ DAC
相當大同DAIDO標準︰ DHA1
耐磨性︰ ★★☆☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
淬硬性︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述:高、低溫均有良好的耐磨性,優(yōu)良的韌性和延展性,穩(wěn)定且優(yōu)良的及加工性和拋旋光性,優(yōu)良的高溫強度和抗熱疲勞性,優(yōu)良的淬透性,很小的熱處理尺寸變形。用于金屬熱鍛模具,鋁擠壓模具,塑膠模具,鋁壓鑄模具等。
瑞典一勝百 8407-高級熱工具鋼
出廠狀態(tài)︰ HB 185
相當布德魯斯Buderus標準︰ 2344ESR
相當日立hitachi 標準︰ DAC
相當大同DAIDO標準︰ 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,純度高,質(zhì)量控制嚴密,組織細膩。8407的等向性(各向同性)比傳統(tǒng)的煉鋼系統(tǒng)要好H13更好。這對壓鑄模具、鍛造模具、擠壓模具等模具的抗機械疲勞和熱應力疲勞性能更有價值。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
相當日立hitachi 標準︰ 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,或知識磨粒磨損,表面塑性變形的風險也較高。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-高級耐磨冷工具鋼
出廠狀態(tài)︰ HB210
相當于布德魯斯Buderus標準︰ 2379
相當百祿Bohler標準︰ K110
相當日立hitachi 標準︰ SLD
相當大同DAIDO標準︰ 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。耐磨性和韌性兼?zhèn)洌慊鹦阅軆?yōu)異,常被推薦用好的耐磨性和適當?shù)捻g性(抗沖擊性擊