▌鋼材的概念:
鋼材就是指含碳在0.0218%~2.11%的鐵碳合金。在常規(guī)鋼材中加入Cr,Mo,V,Ni等合金元素就獲得了碳素鋼,我們自己的模具鋼材都是屬于碳素鋼。
▌更改鋼材特性的方法,主要有三方面:
1. 合金元素
碳:C
提升熱處理機構硬度;
產(chǎn)生滲碳體,提升耐磨性;
減少韌性;
減少可鍛性
鉻:Cr
提升鋼之強度,產(chǎn)生硬實及相對穩(wěn)定的碳化鉻,從而改變耐磨性;
能夠提高鋁的切削性能;
當Cr成分超出12%, 具抗腐蝕功效,同時提供優(yōu)良拋旋光性
鉬:Mo
Mo是強滲碳體產(chǎn)生原素,提升耐磨性;
Mo>0.5%能抑制別的合金成分導致之回火脆性;
給予紅硬性,導熱率;
提升切削性能,回火穩(wěn)定性
釩:V
能夠形成高韌性滲碳體,提升耐磨性;
優(yōu)化鋁的晶體,減少超溫敏感度
提升鋼之抗壓強度、韌性及回火穩(wěn)定性
鎳:Ni
Ni能夠提高鋁的切削性能;
Ni能細化晶粒
硫(S)
仍以MnS形式存在鋼中,隔斷基材的持續(xù)性,惡變原材料的韌性、耐腐蝕性、拋旋光性、放電加工性、蝕紋性,可以提高原材料的鉆削水平。
2. 冶煉廠加工工藝
一般煉鋼工藝
電渣重熔(ESR)
將粗鋼材放置電渣爐中,進入強電流量,使加熱爐造成非常高的環(huán)境溫度,使粗鋼材熔成鋼液,鋼液流過電渣,殘渣被電渣過慮吸咐,以達到提純效果。總體重熔速度更快,但一些十分微小的殘渣并沒有去掉。
真空泵電孤重熔(VAR)
在退火爐里,進入強電流量在鋼胚上,鋼胚底端逐漸熔融,雜物氣化成空氣被抽掉,同時將鋼材純凈度提升,并且這是一滴一滴地凝結,凝結速度特別快,機構變得特別高密度。特征是殘渣去得完全,但總體重熔速度比較慢。
3. 熱處理工藝
鋼材的熱處理工藝就是指通過加溫隨后制冷,通過調節(jié)鋼材的加熱溫度、保溫時間及冷速來調節(jié)鋼的性能,以適應生產(chǎn)加工或使用需求的工藝流程。最主要的熱處理方法有:淬火、熱處理、淬火。
▌模具鋼按應用領域歸類
1. 冷工模具鋼
冷工模具鋼關鍵用于制作對冷狀態(tài)下產(chǎn)品工件開展壓制成型的模具。如冷沖裁件模具、冷沖模模具、冷拔深模具、壓紋模具、擠壓加工模具、螺牙抑制模具和粉末狀抑制模具等。冷工模具鋁的范圍廣泛,從多個調質鋼、合金結構鋼、高速鋼到粉沫高速鋼和粉末狀高合金模具鋼。
2. 熱作模具鋼
熱作模具鋼關鍵用于制作對持續(xù)高溫狀態(tài)下產(chǎn)品工件開展壓力加工的模具。如熱鍛模具、擠壓成型模具、鋁壓鑄模具、熱鐓鍛模具等。常見的熱作模具鋼有:中高級含碳的增加Cr、W、Mo、V等合金成分的鋁合金模具鋼;對特別要求的熱作模具鋼,有時候選用高合金馬氏體耐高溫模具鋼生產(chǎn)制造。
3. 塑料模具鋼
因為塑料品種許多,對塑料制品規(guī)定區(qū)別也非常大,對生產(chǎn)制造塑料模具的原材料提出了多種不同的性 能規(guī)定。因此,許多工業(yè)生產(chǎn)發(fā)達我國已形成范圍廣泛的塑料模具建筑用鋼系列產(chǎn)品。包含碳素鋼、滲氮型 塑料模具鋼、預硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、耐腐蝕塑料模具鋼、易切塑料模具鋼、總體淬硬層型塑料模具鋼、奧氏體時效性鋼及其拋光處理用塑料模具鋼等。
把模具按使用壽命長度分成五級,對鋼材的需求:
一般把模具按使用期限長短分五級。一級在上百萬次左右,二級是50萬-100萬次數(shù),三級在30萬-50萬次數(shù),四級在10萬-30萬次數(shù),五在10萬次數(shù)下列。
一級與二級模具都會要求用能夠熱處理工藝、強度在HRC50左右鋼材,不然便于損壞,注塑加工出來的商品易超差,故所選擇的鋼材不僅有良好的熱處理工藝特性,還得在高韌性狀態(tài)下有一個好的加工性,除此之外還有別的方面的因素。
一般采用德國的8407、S136,美國420、H13,歐洲2316、2344、083,或日本的SKD61、DC53(原是五金模原材料,必要的時候應用)。有揮發(fā)性的塑料一般選S136,2316,、420等鋼材,弱腐蝕性除選S136、2316、420外,也有SKD61、NAK80、PAK90、718M。產(chǎn)品外觀需要對模具材料選擇亦有很大影響,透明件和外表規(guī)定拋鏡面玻璃的商品,可以選用的原材料有S136,2316,718S,NAK80,PAK90,420,清晰度奇高的模具應取S136,其次420。
三級模具用預硬料多,型號有S136H、2316H、718H、083H,強度HB270—340。
四五級模具用P20、718、738、618、2311、2711,針對規(guī)定特低模具,還可能使用S50C,45#鋼,即直接從模坯上面做凹模。
▌世界各國鋼材編號
1.國際標準AISI
Code:
P1-P19:LowCarbon Steel
P20-P39:Low Carbon, High Alloy Steel(塑膠模鋼)
2XX,3XX,4XX,6XX:Stainless Steel (不銹鋼板)
H1-H19:Chromium base (鉻基-熱作鋼)
Wx:Water Hardening Steel
Sx:Shock Resisting Steel
Ox:OilHardening Steel (油鋼)
Ax:AirHardening Steel
Dx:High Carbon, High Chromium Steel(錳鋼)
Mx:Molybdenum base (H.S.S.-彈簧鋼)
2.國外標準DIN
Code:
1.2738:Low carbon, high alloy (P20 - 塑膠模鋼)
1.2311:Lowcarbon, high alloy (P20 - 塑膠模鋼)
1.2312:Lowcarbon, high alloy, free Machine (P20-易削)
1.2083:StainlessSteel (420 - 抑酸鋼)
1.2316:Highperformance stainless Steel (420 - 高抑酸鋼)
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 –錳鋼)
3.日本規(guī)范JIS
Code:
SxxC:Plain Carbon steel(黃牌 - S55C)
SUSxx:Stainless Steel (抑酸鋼- 420)
SCrx:Chromium Steel
SCMx:Chromium Molybdenum Steel(P20)
SKx:Carbon Tool Steel
SKSx:Low Alloy Steel (油鋼 - O1)
SKD11:MediumHigh Alloy Steel(錳鋼- D2)
SKD6:Medium High Alloy Steel(中鐵素體不銹鋼-H11)
SKD61:Medium High Alloy Steel(中鐵素體不銹鋼-H13)
SKHxx:High Speed Steel (彈簧鋼- M 2)
SUMx:Free Cutting Steel (易切削鋼)
SUJx:Bearing Steel
▌普遍進口的模具鋼材以及主要參數(shù)特性
德國一勝百 STAVAXESR-S136—超耐磨耐腐蝕預硬鏡面玻璃鋼材
在出廠情況︰ HB215
非常布德魯斯Buderus規(guī)范︰ 2316
非常百祿Bohler規(guī)范︰ M310
非常日立hitachi 規(guī)范︰ HPM38
非常大同市DAIDO規(guī)范︰ PAK90
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
規(guī)格平穩(wěn)︰ ★★★☆☆
工藝性能︰ ★★★☆☆
拋光性︰ ★★★★★
抗蝕性︰ ★★★★☆
商品描述 :為高端不繡合金鋼。良好的耐蝕性、拋旋光性、耐磨性、機械設備工藝性能,電火花線切割可以獲得超鏡面加工實際效果及高質量表層,熱處理時具有良好的可靠性。模具長期用后,模穴外表依然保持原來的光滑情況。模具在潮濕的環(huán)境下使用或儲放時、不用特殊的維護。被推薦用以高打磨拋光規(guī)定注塑加工模具和腐蝕塑料模具。
德國一勝百 8402—高品質熱作合金鋼
在出廠情況︰ HB 185
非常布德魯斯Buderus規(guī)范︰ 2344
非常百祿Bohler規(guī)范︰ W302
非常日立hitachi 規(guī)范︰ DAC
非常大同市DAIDO規(guī)范︰ DHA1
耐磨性︰ ★★☆☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
淬硬性︰ ★★★☆☆
工藝性能︰ ★★★☆☆
商品描述:高、超低溫均有較好的耐磨性,良好的韌性和可塑性,穩(wěn)定且良好的及工藝性能和拋旋光性,優(yōu)質高溫強度耐熱疲倦性,良好的切削性能,極小的熱處理工藝規(guī)格變型。用作金屬材料熱鍛模具,鋁擠壓模具,塑料模具,鋁合金壓鑄模具等。
德國一勝百 8407—高端熱作合金鋼
在出廠情況︰ HB 185
非常布德魯斯Buderus規(guī)范︰ 2344ESR
非常日立hitachi 規(guī)范︰ DAC
非常大同市DAIDO規(guī)范︰ DHA1
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
淬硬性︰ ★★★☆☆
工藝性能︰ ★★★★☆
商品描述 :是鉻、鉬、釩合金結構鋼,采用特殊煉鋼技術和嚴實質量管理所得到的純凈度高而機構細小的鋼材,8407的等抗逆性(各向異性)會比一般傳統(tǒng)式煉規(guī)章制度H13更好。這對模具抗機械設備疲憊及內應力疲勞性能更具有使用價值,如鋁壓鑄模具、煅造模具及擠型模具等。因而選用8407的模具強度比一般H13提升1-2HRC不會放棄韌性。硬度大能夠緩解熱開裂的產(chǎn)生,提升模具使用壽命。適用于各種金屬材料鋁壓鑄模具,擠壓成型模具,高質量規(guī)定塑料模具。
德國一勝百 ASP23—超耐磨高韌性粉末高速鋼
在出廠情況︰ HB 260
非常日立hitachi 規(guī)范︰ HAP10
耐磨性︰ ★★★★☆
韌性︰ ★★★☆☆
規(guī)格平穩(wěn)︰ ★★★☆☆
工藝性能︰ ★★★☆☆
商品描述 :是鉻鉬釩粉末鋼,高耐磨性(抗磨粒磨損),高抗拉強度,特別好切削性能,韌性好,熱處理工藝的尺寸穩(wěn)定性好,抗退火變軟性強。ASP-23特別適合于薄薄的被生產(chǎn)材的后了解成型,或模具無效是由于混和磨粒磨損及粘著磨損,或專業(yè)知識磨粒磨損,同時表層造成形狀變化的風險性也多者。比如低碳鋼或中碳鋼的開料、剪壓已硬底化厚鋼板或冷軋鋼帶、帶有玻纖的塑膠模。
德國一勝百 XW-42—高端超耐磨冷工合金鋼
在出廠情況︰ HB210
非常布德魯斯Buderus標準︰ 2379
非常百祿Bohler標準︰ K110
非常日立hitachi 標準︰ SLD
非常大同市DAIDO標準︰ DC11
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
規(guī)格平穩(wěn)︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述:是一種含鉬、釩的高碳鋼、高鉻合金合金鋼。耐磨性與韌性兼具,良好的熱處理特性,常被推薦作為必須非常好耐磨性和適度韌性(耐沖擊)的磨具。例如:高精密五金模具,半導體材料磨具,精密零部件等。
德國一勝百 718HH—高打磨拋光預硬精密塑膠模具鋼
在出廠情況︰ 預硬HB 330-370
非常布德魯斯Buderus標準︰ 2711
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋光性︰ ★★★★☆
抗蝕性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述 :為真空熔煉之鉻-鎳-鉬碳素鋼,改進的預硬塑膠模具鋼,出廠時已經(jīng)進行了淬硬層及回火處理,無淬裂和熱處理工藝變型風險性,不用熱處理工藝,可施加滲氮處理及火苗固化處理,以提高模具硬度及耐磨性。十分良好的打磨拋光性能改進的耐磨性能。用以熱塑性塑料塑料模具和擠出模具,高表面光滑度之橡塑制品磨具、吹模具、成形模,結構組件,軸類。
德國一勝百 VIKING—超耐磨高韌性冷工合金鋼
在出廠情況︰ HB225
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★★☆
規(guī)格平穩(wěn)︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述:較好的熱處理工藝尺寸穩(wěn)定性,較好的機械加工,結合了極好的韌性和比較好的耐磨性。用于精沖壓模具、切邊模、深拉模、冷鍛模等。
日本大同市NAK80—預硬鏡面玻璃精密塑膠模具鋼
在出廠情況︰ HRC37-43
非常日立hitachi 標準︰ HPM50
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋光性︰ ★★★★☆
抗蝕性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述 :預對抗(36-43 HRC),不必熱處理工藝,可以直接生產(chǎn)加工;表層和中心硬度較均衡,鉆削加工性優(yōu)良;充放電加工性佳,放電加工后碾磨很容易,因放電加工后硬度均衡且白層強度比較低;拋光處理性優(yōu)良;焊接性能優(yōu)良;蝕紋性優(yōu)良;規(guī)格平穩(wěn),適用于精密零件及批量生產(chǎn)。因為受此成分產(chǎn)生的影響,此料延性比較大,用于比較復雜的壓鑄模具最易在生產(chǎn)地應力比較集中的地方干裂。熱敏感度高,所屬在焊接過程要加熱,隔熱及焊后后熱及去地應力回火處理,不然就會有電焊焊接不成功的風險。需要注意的是當解決溫度高于520℃時,也會引起規(guī)格的轉變。
日本大同市DC53—高韌性高韌性冷工合金鋼
在出廠情況︰ HB255
非常日立hitachi 標準︰ SLD8
非常一勝百ASSAB標準︰ ASSAB88
耐磨性︰ ★★☆☆☆
韌性︰ ★★★★☆
規(guī)格平穩(wěn)︰ ★★☆☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋光性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述:大同市制鋼DC53在SKD11前提下改進,熱處理工藝后強度高過SKD11,持續(xù)高溫(520-530℃)淬火后可以達到62-63HRC高韌性,在抗壓強度層面超出SKD11,韌性度是SKD11兩倍。韌性在冷作模具鋼中較為突出,因而,用DC53制造出來的很少見到裂痕和碎裂,大大提升了使用期限。線切割后剩余應力,經(jīng)高溫回火降低了剩余應力。因而,大中型磨具及要求高精密之壓鑄模具在線切割后裂痕和變形獲得抑止。鉆削性超出SDK11。DC53的鉆削性好于SDK11。因而,應用DC53可提升產(chǎn)品壽命減少生產(chǎn)工序。
日本大同市NAK55—高預硬性能卓越高精密模具材料
在出廠情況︰ HRC37-43
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋光性︰ ★★★★☆
產(chǎn)品描述 :預硬底化鋼,無需要一切熱處理工藝,適用拋光處理加工制作預硬底化鋼。主要運用于拋光處理磨具,拋旋光性極好,鉆削性,蝕花性佳。
日本大同市S-STAR—預硬底化高打磨拋光抗腐蝕塑料鋼
在出廠情況︰ HRC30-34
非常布德魯斯Buderus標準︰ X40Cr13
非常日立hitachi 標準︰ HPM38
非常一勝百ASSAB標準︰ S136
耐磨性︰ ★★★☆☆
規(guī)格平穩(wěn)︰ ★★★★☆
加工性︰ ★★★★☆
拋光性︰ ★★★★★
抗蝕性︰ ★★★★☆
產(chǎn)品描述:預硬耐腐蝕高拋光不銹鋼,高拋旋光性,耐蝕性佳,耐磨性好,尺寸穩(wěn)定性好 ,適宜要求嚴格鏡面玻璃,超耐磨,耐腐蝕的磨具。例如:壓鑄模具,VCD碟片磨具,化妝品容器,及其醫(yī)療機械設備等。
日本大同市DHA1—性能卓越熱作合金鋼JIS SKD61
在出廠情況︰ HB229
非常布德魯斯Buderus標準︰ 2344
非常百祿Bohler標準︰ W302
非常日立hitachi 標準︰ DAC
非常一勝百ASSAB標準︰ 8402
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
紅硬性︰ ★★★☆☆
規(guī)格平穩(wěn)︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋光性︰ ★★☆☆☆
產(chǎn)品描述:大同市制鋼DHA1在鋁,鎂壓鑄件上應用比較廣泛。擁有比較好的鉆削性和耐高溫穩(wěn)定性等。是一種通用性熱作模具鋼。DHA1應用在鋁鎂壓鑄模具、壓鑄模具關聯(lián)構件、熱沖壓模具、熱擠壓模、熱裁切刀頭。
日本大同市DC11—高韌性超耐磨高鉻合金鋼JIS SKD11
在出廠情況︰ HB255
非常布德魯斯Buderus標準︰ 2379
非常百祿Bohler標準︰ K110
非常日立hitachi 標準︰ SLD
非常一勝百ASSAB標準︰ XW-42
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
規(guī)格平穩(wěn)︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述:使用期長超耐磨,高韌性,抗沖擊,熱處理工藝不變形,組織架構微小,主要運用于沖裁模、高精密五金沖壓模具、冷工成形模、冷拉模、成型熱軋帶鋼、沖針。
日本日立金屬材料HPM1—高端預硬模具鋼材
知名品牌︰日本日立金屬材料
在出廠情況︰ HRC37-42
非常大同市DAIDO標準︰ NAK55
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋光性︰ ★★★★☆
抗蝕性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述 :高端預硬注塑模具建筑鋼材,硬度大達HCR37-42℃,無須再熱處理工藝。采用特殊融解,鉆削性強(HRC40的時候最好)大物件模料亦有著內外平衡硬度及其加工性,鉆削性佳,拋旋光性佳,不必熱處理工藝,易削性佳,耐腐蝕性價比高,拋旋光性極好 。主要應用于高精密壓鑄模具,高韌性磨具機等。
日本日立金屬材料SLD—超耐磨高鉻冷工合金鋼JIS SKD11
知名品牌︰日本 日立金屬材料
在出廠情況︰ HB210
非常布德魯斯Buderus標準︰ 2379
非常百祿Bohler標準︰ K110
非常大同市DAIDO標準︰ DC11
非常一勝百ASSAB標準︰ XW-42
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
規(guī)格平穩(wěn)︰ ★★★★☆
加工性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述 :應用廣泛的通用性冷拉用合金鋼。具有很高的耐磨性,高抗拉強度,比較不錯的韌性,熱處理性價比高,熱處理工藝變型小。近些年來各向異性煉鋼工藝(Isotropy)的使用,SLD性能也有了進一步的提升,使用體驗明顯優(yōu)于其他SKD11類模具鋼材。用以沖壓加工、落料、裁切、拉申、彎折、壓紋、冷擠、冷鍛、粉末狀抑制等磨具。
日本日立金屬材料HPM50—高打磨拋光預硬高精密模具材料
知名品牌︰ 日本日立金屬材料
在出廠情況︰ HRC38-43
非常大同市DAIDO標準︰ NAK80
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★★☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋光性︰ ★★★★☆
抗蝕性︰ ★★☆☆☆
產(chǎn)品描述 :有非常好的拋旋光性能,充放電特性極好,通過處理過的表層十分優(yōu)良,能夠取
代蝕花生產(chǎn)加工。在開展充放電(火花放電)處理后,硬度不容易提高,可簡化后面加工程序,機構勻稱,比較適合高精密蝕花生產(chǎn)加工,韌性優(yōu)質,機械性能非凡。主要應用于拋光處理磨具。
日本日立金屬材料HPM7—高端精密塑膠模具建筑鋼材
在出廠情況︰ HRC29-33
非常布德魯斯Buderus標準︰ 2738HH
非常百祿Bohler標準︰ M238
非常大同市DAIDO標準︰ PX88
非常一勝百ASSAB標準︰ 718
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★★☆
拋光性︰ ★★★★☆
抗蝕性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述 :是P20 NI改進,通過新技術應用尤其提煉出后,提升原材料實質屈伸性,韌性,熔接性,大斷面原材料硬度較為平衡,被鉆削性比一般的快削鋼和CSM系建筑鋼材都強,焊接性能很好,有著良好的鏡面玻璃加工性,充放電后極少造成花紋機構,硬底化面強度低,有著良好的韌性及其滲氮處理特點。
日本日立金屬材料SLD8—高韌性高韌性冷工合金鋼
知名品牌︰ 日本日立金屬材料
在出廠情況︰ HB235
非常大同市DAIDO標準︰ DC53
耐磨性︰ ★★☆☆☆
韌性︰ ★★★★☆
規(guī)格平穩(wěn)︰ ★★☆☆☆
加工性︰ ★★★★☆
產(chǎn)品描述 :SLD(日標SKD11)的改進版。因釩原素用量的變動,加工性明顯升高。韌性比SLD好50%之上。而抗退火變軟層面,以530℃淬火還行得HRC62-63硬度。使用此特點,針對時效性變型及線割時之裂開及變型都得到抑止。主要應用在精密五金鑄模成型或是精密零件等條件韌性與耐磨性兼強的磨具。