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好的模具鋼屬于哪幾種?,好的模具鋼屬于哪幾種?
模具鋼主要分為:冷模具鋼、熱模具鋼、塑料模具鋼、碳結(jié)構(gòu)鋼和一些進(jìn)口模具鋼:如日本大同、日立、瑞典、撫順、一勝百等,根據(jù)最佳材料分為:DC53,SKD11,SLD,2379..8407,NAK80,D2.SKH-9.DAC,DAC55,H13,S136,S136H718,718H等等材料!冷模鋼包括冷沖壓模具、拉絲模具、拉伸模具、壓印模具、摩擦模具、滾絲板、冷軋模具、冷擠壓模具等。冷模具有鋼。根據(jù)制造工具的工作條件,應(yīng)具有高硬度、強(qiáng)度、耐磨性、足夠的韌性、高淬火、淬火等工藝性能。用于此類用途的合金工具鋼一般為高碳合金鋼,碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.80%以上。鉻是這種鋼的重要合金元素,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常不超過5%。但對于一些耐磨性要求高、淬火后變形小的模具鋼,最高鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)13%。鋼中的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)也很高,最高可達(dá)2.0%~2.3%。冷模鋼碳含量高,其組織多為過分析鋼或萊氏體鋼。常用鋼包括高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢川鋼等。熱模鋼分為錘鍛、模鍛、擠壓、壓鑄等主要類型,包括熱鍛模、壓力機(jī)鍛模、沖壓模、熱擠壓模和金屬壓鑄模。熱變形模具不僅要承受巨大的機(jī)械應(yīng)力,還要承受反復(fù)加熱和冷卻,造成巨大的熱應(yīng)力。熱模鋼不僅要有高硬度、強(qiáng)度、紅硬度、耐磨性和韌性,而且具有良好的高溫強(qiáng)度、熱疲勞穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性和耐腐蝕性。此外,還需要高淬火性,以確保整個截面具有一致的機(jī)械性能。壓鑄模具鋼還應(yīng)具有反復(fù)加熱冷卻后無裂紋的性能,以及液體金屬流的沖擊和侵蝕性能。這種鋼一般屬于中碳合金鋼,碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.30%~0.60%。由于添加了更多的合金元素素(如鎢、鉬、釩等)而成為分析或過分析鋼。常用鋼包括鉻錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鎢鋼等。塑料模具包括熱塑性塑料模具和熱固性塑料模具。塑料模具鋼需要一定的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性。此外,還需要熱處理小、加工性能好、耐腐蝕性好、研磨拋光性能好、焊接性能好、粗糙度高、導(dǎo)熱性好、工作條件尺寸和形狀穩(wěn)定等良好的工藝。一般來說,熱模鋼可用于注射或擠壓模具;冷模鋼可用于熱固性成型、高耐磨性和高強(qiáng)度模具。塑料模具鋼模具鋼的可加工性-熱加工性能是指熱塑性、加工溫度范圍等;熱模鋼-冷加工性能是指切割、研磨、拋光、冷拔等加工性能。冷模鋼多為過分析鋼和萊氏體鋼,熱加工和冷加工性能不太好,必須嚴(yán)格控制熱加工和冷加工的工藝參數(shù),避免缺陷和浪費。另一方面,通過提高鋼的純度,降低有害雜質(zhì)的含量,改善鋼的組織狀態(tài),提高鋼的熱加工和冷加工性能,從而降低模具的生產(chǎn)成本。自20世紀(jì)30年代以來,研究增加了模具鋼,以提高模具鋼的冷加工性能S、Pb、Ca、Te為了進(jìn)一步提高其切削性能和磨削性能,降低刀具磨料的消耗和成本,開發(fā)了導(dǎo)致模具鋼中碳的各種化元素。淬火和淬火主要取決于鋼的化學(xué)成分和淬火前的原始組織狀態(tài);淬火主要取決于鋼的碳含量。淬火通常是大多數(shù)冷模具鋼的主要考慮因素之一。對于熱模鋼和塑料模鋼,一般模具尺寸較大,特別是制造大型模具,其淬火更為重要。此外,對于各種形狀復(fù)雜、易發(fā)生熱處理變形的模具,通常使用空冷、油冷或鹽浴冷卻等冷卻能力較弱的淬火介質(zhì),以減少淬火變形。使用具有良好淬火性能的模具鋼,以獲得所需的硬度和淬火層深度。為方便生產(chǎn),由于難以準(zhǔn)確測量和控制溫度,模具鋼的淬火溫度和熱處理變形模具鋼的淬火溫度范圍盡可能放寬。模具在熱處理中,特別是在淬火過程中,產(chǎn)生體積變化、形狀翹曲、畸變等,為保證模具質(zhì)量,模具鋼熱處理變形小,特別是對復(fù)雜精密模具,淬火后難以修復(fù),熱處理變形程度較高,應(yīng)選擇微變形模具鋼。氧化脫碳敏感模具在加熱過程中,硬度、耐磨性、使用性能和使用壽命降低;因此,模具鋼需要良好的氧化脫碳敏感性。對于含鉬量高的模具鋼,由于氧化脫碳敏感性強(qiáng),需要采用真空熱處理、可控大氣熱處理、鹽浴熱處理等特殊熱處理。在選擇模具鋼時,除了使用性能和工藝性能外,還必須考慮模具鋼的通用性和價格。模具鋼一般用量不大。為便于材料準(zhǔn)備,應(yīng)盡量考慮鋼的通用性,盡量使用大量生產(chǎn)的通用模具鋼,以便于采購、材料準(zhǔn)備和材料管理。此外,還必須對模具的制造成本、工件的生產(chǎn)批量和分配給各工件的模具成本進(jìn)行經(jīng)濟(jì)綜合分析。綜合分析技術(shù)和經(jīng)濟(jì),最終選擇合理的模具材料。1.強(qiáng)度性能(1)硬度硬度是模具鋼的主要技術(shù)指標(biāo)。模具必須具有足夠高的硬度、形狀和尺寸。在室溫下,冷模鋼的硬度一般保持在HRC熱作模具鋼一般根據(jù)其工作條件保持在60左右HRC40~55范圍。對于同一鋼種,在一定硬度范圍內(nèi),硬度與變形抗力成正比;但塑性變形抗力可能與硬度值、成分和組織相同的鋼種有明顯差異。(2)紅色硬度在高溫下工作的熱模需要保持其組織和性能的穩(wěn)定性,以保持足夠高的硬度,稱為紅色硬度。碳工具鋼和低合金工具鋼通??梢允?80~250℃鉻鉬熱作模具鋼一般保持在550~600的溫度范圍內(nèi)℃該性能保持在溫度范圍內(nèi)。鋼的紅硬度主要取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理工藝。(3)抗壓屈服強(qiáng)度和抗壓彎曲強(qiáng)度模具在使用過程中往往受到高強(qiáng)度壓力和彎曲的影響,因此模具材料應(yīng)具有一定的抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。在許多情況下,抗壓試驗和彎曲試驗的條件接近模具的實際工作條件(如模具鋼的抗壓屈服強(qiáng)度與沖頭工作時的變形抗力一致)。彎曲試驗的另一個優(yōu)點是應(yīng)變量的絕對值很大,能更敏感地反映不同鋼種在不同熱處理和組織狀態(tài)下的變形阻力差異。2.模具在工作過程中承受沖擊載荷。模具鋼需要具有一定的韌性,以減少使用過程中斷裂、坍塌等形式的損壞?;瘜W(xué)成分、晶粒度、純度、碳化物和夾雜物的數(shù)量、形狀、尺寸和分布,以及熱處理系統(tǒng)和金相組織,對鋼的韌性有很大的影響。特別是鋼的純度和熱處理變形對其水平韌性有更明顯的影響。鋼的韌性、強(qiáng)度和耐磨性往往相互矛盾。因此,應(yīng)合理選擇鋼的化學(xué)成分,采用合理的精煉、熱加工和熱處理工藝,使模具材料的耐磨性、強(qiáng)度和韌性達(dá)到最佳協(xié)調(diào)。沖擊韌性表特性材料在整個沖擊過程中吸收的總能量。然而,許多工具在不同的工作條件下疲勞斷裂,因此傳統(tǒng)的沖擊韌性不能充分反映模具鋼的斷裂性能。小能量多沖擊斷裂工作或斷裂壽命、疲勞壽命等試驗技術(shù)。3.耐磨性決定模具使用壽命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。模具在工作中承受相當(dāng)大的壓力應(yīng)力和摩擦,要求模具在強(qiáng)摩擦下保持尺寸精度。模具的磨損主要包括機(jī)械磨損、氧化磨損和熔化磨損。為提高模具鋼的耐磨性,不僅要保持模具鋼的高硬度,還要保證鋼中碳化物或其它硬化相的合理組成、形狀和分布。對于在重載和高速磨損條件下使用的模具,要求模具鋼表面形成薄而致密的氧化膜,保持潤滑,減少模具與工件之間的粘合和焊接,減少模具表面氧化造成的氧化磨損。因此,模具的工作條件對鋼的磨損有很大的影響??赏ㄟ^模擬試驗方法測量相對耐磨指數(shù),作為表示不同化學(xué)成分和組織狀態(tài)下耐磨水平的參數(shù)。反映各種鋼的耐磨性,以顯示指定毛刺高度前的壽命;試驗是Cr12MoV以鋼為基準(zhǔn)進(jìn)行比較。4.耐熱疲勞熱作模具鋼在使用條件下的周期性變化,也受高溫和周期性冷熱的影響。因此,在評價熱作模具鋼的斷裂抗力時,應(yīng)注意材料的熱機(jī)械疲勞斷裂性能。熱機(jī)械疲勞是一種綜合性能指標(biāo),包括熱疲勞性能、機(jī)械疲勞裂紋膨脹率和斷裂韌性。熱疲勞性能反映了熱疲勞裂紋前材料的工作壽命、高抗熱疲勞性能和熱疲勞裂紋的熱循環(huán);機(jī)械疲勞裂紋的膨脹率反映了各應(yīng)力循環(huán)的膨脹;斷裂韌性反映了材料對現(xiàn)有裂紋的不穩(wěn)定膨脹。對于斷裂韌性高的材料,如果裂紋需要不穩(wěn)定的膨脹,則必須在裂紋尖端有足夠高的應(yīng)力強(qiáng)度因子,即裂紋長度必須較大。模具中存在應(yīng)力恒定的疲勞裂紋。若模具材料的斷裂韌性值較高,則裂紋必須擴(kuò)展得更深,才能發(fā)生不穩(wěn)定的膨脹。也就是說,抗熱疲勞性能決定了疲勞裂紋萌生前的使用壽命;裂紋膨脹率和斷裂韌性決定了裂紋萌生后亞臨界膨脹的使用壽命。因此,為了獲得較高的使用壽命,模具材料應(yīng)具有較高的耐熱疲勞性、較低的裂紋膨脹率和較高的斷裂韌性值。熱疲勞性能的指標(biāo)可以用熱疲勞裂紋的熱循環(huán)數(shù)量、一定熱循環(huán)后的數(shù)量和平均深度或長度來衡量。5.咬合阻力實際上是冷焊時的阻力。這種性能對模具材料更為重要。在干摩擦條件下,試驗工具鋼樣品和咬合材料(如奧氏體鋼)以一定速度逐漸增加載荷,當(dāng)扭矩相應(yīng)增加時,載荷稱為咬合臨界載荷,臨界載荷越高,咬合阻力越強(qiáng)。