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  ▌ 鋼材的定義:

 

  鋼材是指含碳量在0.0218%~2.11%的鐵碳合金。在普通鋼材中添加Cr,Mo,V,Ni等合金成分就得到了合金鋼,我們的模具鋼材都屬于合金鋼。

 

鋼材的定義

 

  ▌ 改變鋼材性能的辦法,主要有以下三方面:

 

  1. 合金成分

 

  碳:C

 

  增加淬火組織的硬度;

 

  形成碳化物,提高耐磨性;

 

  降低韌性;

 

  降低可焊性

 

  鉻:Cr

 

  提高鋼之硬度,形成堅硬及穩(wěn)定的碳化鉻,從而改善耐磨性;

 

  能提高鋼的淬透性;

 

  當Cr含量超過12%, 具耐腐蝕作用,并提供良好拋旋光性

 

  鉬:Mo

 

  Mo是強碳化物形成元素,提高耐磨性;

 

  Mo>0.5%能抑止其他合金元素引致之回火脆性;

 

  提供紅硬性,熱強度;

 

  提高淬透性,回火穩(wěn)定性

 

  釩:V

 

  可以形成高硬度碳化物,提高耐磨性;

 

  細化鋼的晶粒,降低過熱敏感性

 

  提高鋼之強度、韌性及回火穩(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形式存在鋼中,割裂基體的連續(xù)性,惡化材料的韌性、抗腐蝕性、拋旋光性、放電加工性、蝕紋性,可提高材料的切削能力。

 

  2. 冶煉工藝

 

  普通煉鋼工藝

 

普通煉鋼工藝

 

  電渣重熔(ESR)

 

  將粗鋼坯置于電渣爐中,通入強電流,使電爐產(chǎn)生很高的溫度,使粗鋼坯熔化成鋼水,鋼水流經(jīng)電渣,雜質(zhì)被電渣過濾吸附,從而達到純化的效果。整體重熔速度快,但一些非常細小的雜質(zhì)并未除去。

 

電渣重熔(ESR)煉鋼

 

  真空電弧重熔(VAR)

 

  在真空爐里,通入強電流在鋼胚上,鋼胚底部開始熔化,雜質(zhì)汽化成氣體被抽走,從而將鋼材純度提高,而且它是一滴一滴地凝固,凝固速度非??欤M織變得很致密。特點是雜質(zhì)去得,但整體重熔速度慢。

 

真空電弧重熔(VAR)煉鋼

 

  3. 熱處理

 

  鋼材的熱處理是指經(jīng)過加熱然后冷卻,通過控制鋼材的加熱溫度、保溫時間及冷卻速度來改變鋼的性能,以滿足加工或使用要求的工藝過程。主要的熱處理工藝有:退火、淬火、回火。

 

模具鋼熱處理

 

  ▌ 模具鋼按用途分類

 

  1. 冷作模具鋼

 

  冷作模具鋼主要用于制造對冷狀態(tài)下的工件進行壓制成型的模具。如冷沖裁模具、冷沖壓模具、冷拉深模具、壓印模具、冷擠壓模具、螺紋壓制模具和粉末壓制模具等。冷作模具鋼的范圍很廣,從各種碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼到粉末高速工具鋼和粉末高合金模具鋼。

 

冷作模具鋼

 

  2. 熱作模具鋼

 

  熱作模具鋼主要用于制造對高溫狀態(tài)下的工件進行壓力加工的模具。如熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱鐓鍛模具等。常用的熱作模具鋼有:中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具鋼;對特殊要求的熱作模具鋼,有時采用高合金奧氏體耐熱模具鋼制造。

 

熱作模具鋼

 

  3. 塑料模具鋼

 

  由于塑料的品種很多,對塑料制品的要求差別也很大,對制造塑料模具的材料也提出了各種不同的性 能要求。所以,不少工業(yè)發(fā)達的國家已經(jīng)形成了范圍很廣的塑料模具用鋼系列。包括碳素結構鋼、滲碳型 塑料模具鋼、預硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、耐蝕塑料模具鋼、易切塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、馬氏體時效鋼以及鏡面拋光用塑料模具鋼等。

 

塑料模具鋼

 

  把模具按壽命長短分為五級,對鋼材的要求:

 

  一般把模具按使用壽命的長短分五級。在百萬次以上,二級是50萬-100萬次,三級在30萬-50萬次,四級在10萬-30萬次,五在10萬次以下。

 

  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,當然還有其他方面的考慮。

 

  通常選用瑞典的8407、S136,美國的420、H13,歐洲的2316、2344、083,或日本的SKD61、DC53(原為五金模材料,特殊情況下使用)。有強腐蝕性的塑膠一般選S136,2316,、420等鋼材,弱腐蝕性的除選S136、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亦有很大的影響,透明件和表面要求拋鏡面的產(chǎn)品,可選用的材料有S136,2316,718S,NAK80,PAK90,420,透明度特高的模具應選S136,其次是420。

 

  三級模具用預硬料多,牌號有S136H、2316H、718H、083H,硬度HB270—340。

 

  四五級模具用P20、718、738、618、2311、2711,對于要求特低的模具,還有可能用到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(塑膠模鋼)

 

  2XX,3XX,4XX,6XX:Stainless Steel (不銹鋼)

 

  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(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 - 塑膠模鋼)

 

  1.2311:Lowcarbon, high alloy (P20 - 塑膠模鋼)

 

  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 (易切削鋼)

 

  SUJx:Bearing Steel

 

  ▌ 常見進口模具鋼材及其參數(shù)性能

 

  瑞典 STAVAXESR-S136 —高耐磨抗腐蝕預硬鏡面鋼材

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