上海金琪爾特殊鋼有限公司優(yōu)勢特點:
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模具鋼大致可分為:冷軋模具鋼、熱軋模具鋼和塑料模具鋼三類,用于鍛造、沖壓、切型、壓鑄等。由于各種模具用途不同,工作條件復雜,因此對模具用鋼,按其所制造模具的工作條件,應具有高的硬度、強度、耐磨性,足夠的韌性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。由于這類用途不同,工作條件復雜,因此對模具用鋼的性能要求也不同。
冷軋模具包括冷沖模、拉絲模、拉延模、壓印模、搓絲模、滾絲板、冷鐓模和冷擠壓模等。冷作模具用鋼,按其所制造具的工作條件,應具有高的硬度、強度、耐磨性、足夠的韌性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。用于這類用途的合金工具用鋼一般屬于高碳合金鋼,碳質量分數(shù)在0.80%以上,鉻是這類鋼的重要合金元素,其質量分數(shù)通常不大于5%。但對于一些耐磨性要求很高,淬火后變形很小模具用鋼,蕞高鉻質量分數(shù)可達13%,并且為了形成大量碳化物,鋼中碳質量分數(shù)也很高,蕞高可達2.0%~2.3%。冷作模具鋼的碳含量較高,其組織大部分屬于過共析鋼或萊氏體鋼。常用的鋼類有高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢釧鋼等。
熱軋模具分為錘鍛、模鍛、擠壓和壓鑄幾種主要類型,包括熱鍛模、壓力機鍛模、沖壓模、熱擠壓模和金屬壓鑄模等。熱變形模具在工作中除要承受巨大的機械應力外,還要承受反復受熱和冷卻的作用,而引起很大的熱應力。熱作模具鋼除應具有高的硬度、強度、紅硬性、耐磨性和韌性外,還應具有良好的高溫強度、熱疲勞穩(wěn)定性、導熱性和耐蝕性,此外還要求具有較高的淬透性,以保證整個截面具有一致的力學性能。對于壓鑄模用鋼,還應具有表面層經(jīng)反復受熱和冷卻不產生裂紋,以及經(jīng)受液態(tài)金屬流的沖擊和侵蝕的性能。這類鋼一般屬于中碳合金鋼,碳質量分數(shù)在0.30%~0.60%,屬于亞共析鋼,也有一部分鋼由于加入較多的合金元素(如鎢、鉬、釩等)而成為共析或過共析鋼。常用的鋼類有鉻錳鋼、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。塑料模具用鋼要求具有一定的強度、硬度、耐磨性、熱穩(wěn)定性和耐蝕性等性能。此外,還要求具有良好的工藝性,如熱處理變形小、加工性能好、耐蝕性好、研磨和拋光性能好、補焊性能好、粗糙度高、導熱性好和工作條件尺寸和形狀穩(wěn)定等。一般情況下,注射成形或擠壓成形模具可選用熱作模具鋼;熱固性成形和要求高耐磨、高強度的模具可選用冷作模具鋼。
1.冷作模具鋼
(1)分為五組:W組、O組、A組、D組、S組。
◆ W組即水淬工具鋼,有11個鋼種,7個碳素工具鋼,含碳量從0.7%-1.3%。
◆ O組即油淬冷作模具鋼(俗稱油鋼),有4個鋼種,含碳量在0.85%-1.55%,
◆ A組即空淬中合金冷作模具鋼,有9個鋼種,含碳量從0.5%-2.25%。
◆ D組即高碳高鉻冷作模具鋼,有7個鋼種,含碳量0.9%-2.5%。
◆ S組即耐沖擊工具鋼,有7個鋼種,含碳量0.4%-0.6%。
用于冷作模具還有高速鋼(HSS組)和超高速鋼(SHSS組),鈷基硬質合金和鋼結硬質合金(HA組),粉末鋼和工程陶瓷(PIM組),碳鎢工具鋼(F組),特殊用途工具鋼(L組)。
SKH-51高速鋼
尤其是可抵抗600℃高溫不易軟化,紅硬性良好,熱處理淬火后硬度可達到64HRC,耐磨性比高鉻高碳鋼高2倍,紉性強1.5倍,缺點是熱處理工藝難度較大,使用成本高昂。
主要成份
C碳:0.85 Si矽:0.45 Mn錳:0.45 Cr鉻:4.00 W鎢:5.80 V 釩:1.80 Mo鉬:4.80 P磷:0.03 S硫:0.01
特性
高紅熱硬度、高耐磨耗性與切削能力、高沖擊韌性、晶粒細致均勻,韌性高。SKH-51為鎢鋼高速度鋼,宜于制造強力切割用耐磨,耐沖擊各種工具,高級沖模,螺絲模,較需韌性及形狀繁雜工具,銑刀,鉆頭等。
用 途
蕞加SKH-51?具業(yè)、刮刀、滾齒刀、銑刀、鉆頭等
鍛造業(yè):鍛造模具
螺絲業(yè):六角等打頭成型模、牙攻、
沖壓模具:沖頭、刀口,沖子料。
鍛造:1.100~900℃
退火:加熱至800-850℃,在此溫度中停留二~四小時,在爐中任其漸冷。
淬火:先預加熱至550-600℃,次加熱至950℃,再加熱至a:1,220~1250℃;b:1,200℃~1230℃。在油中淬硬,但油溫必須先保濕40-60℃(a.一般工具;b.形式復雜式需要韌性之工具)
回火:加熱至550-570℃,在此溫度中停留,然后在靜止空氣中冷卻,回火必須重復二次硬度:HRC63℃以上。
(2)冷作模具鋼的選用
冷作模具鋼的主系列是高硬冷作類,主要用于要求高抗壓和耐磨為主的模具,硬度高于HRC60-62。對于要求耐沖擊、韌性高的模具,硬度低于HRC60- 62,主要用S類和部份A類和蕞普通的調質鋼、彈簧鋼、熱作模具或基體鋼。對于大型沖壓模,如汽車外型沖壓件,主要用鑄鐵類。簡易或壽命數(shù)量少的用鋅基合金或高分子復合材料。
*高速鋼和超高速鋼在冷作模具中的應用迅速增長。德榮金屬主要是有高的"抗壓強度/硬度" 比值。且硬度可在HRC60-70之間選擇。
*粉末模具鋼有優(yōu)良的耐磨壽命,硬度不大高HRC60-62,應用相當多。
*碳素工具鋼在壽命10萬件的沖頭或軟材料沖壓模仍有一定的應用范圍。
2.熱作模具鋼
美國熱作模具鋼分二大類:
(1)熱作模具鋼和超級熱強合金。 熱作模具由于在有溫度的條件下工作,要求材料具有熱強性和熱耐磨性,為了保證模具的使用壽命模具要冷卻,熱冷交替模具會出現(xiàn)龜裂,即熱疲勞裂紋,所以材料又要求有抗裂紋能力和抗熱疲勞性能。
(2)按熱強性排列的主系列進行選材: 低合金調質模具鋼(6G,6F2,6F3)→中鉻熱作模具鋼(H11、H12、H13)→鎢熱作模具鋼(H21,H22)。
非標準的熱作模具鋼:例如熱鐓鍛模具用時效硬化型的6H4。使用H11、H12、H13出現(xiàn)了不能滿足熱耐磨性時,可以選擇6H1,6H2。
當要求模具以熱作耐磨性為主時,可以選擇D2,D4→M2,M4→粉末鋼。鋼結硬質合金、鈷基硬質合金的高溫耐磨性是很高的,但其熱疲勞性(即冷熱抗疲勞裂紋)很差,不能在急 模具鋼冷急熱狀態(tài)下使用。
3.塑料模具鋼
美國是蕞早在工具鋼中列出塑料模具鋼的國家,以P來表示為主,共分為五類。
◆ 滲碳型塑料模具鋼:P1,P2,P3,P4,P5,P6。這類鋼含碳量很低,主要是美國早期及用擠壓成型制模法,要求冷塑性好,有高的擠壓性能,成型后表面滲碳淬火提高表面硬度,使用壽命長。芯部超低碳可使淬火時變形量蕞小。
◆調質型塑料模具:P20,P21。目前塑料模具中P20的用量很大,已成為主體,大多數(shù)在預硬狀態(tài)時使用。
◆ 中碳合金工具鋼用于熱固性塑料模。鋼號有H13,而L2和S7,O1和A2也有應用。這一類的特點是:
(1)基本屬二次硬化金鋼,500-600oC時的熱強性好。
(2)含鉻較高,大氣腐蝕性好。
(3)淬透性*,適用于大模塊。
◆ 不銹鋼用于耐蝕性要求高的塑料模,主要鋼號有420,414L,440,416。
◆ 時效鋼是經(jīng)過時效處理而獲得高的使用性能?;ヒ娼饘儆袃煞N,一種是P21低碳Ni-A1時效鋼;另一類是18Ni馬氏體時效鋼。后者是用于宇航工業(yè)的無碳高純度、高強度、高韌性的材料。用于力學性能、尺寸精度、光潔度和耐蝕性都要求高的塑料模具中。
塑料模具鋼的選用
*薄壁的塑料箱體,生產批量在小于10萬件時,用P20,P21預硬態(tài)(HB250~300),腐蝕性較強時用414L。
*高壽命的普通塑料模,用P6或P20,經(jīng)滲碳一淬火后硬度在HRC54-58;塑料件不太大時,可用O1,S7。腐蝕性較強時用420。
*非高溫的熱固性模用P6,P20經(jīng)滲碳淬火后使用。腐蝕性強用420。
*高溫熱固性塑料模用H13和S7或滲碳鋼P4。這些含鉻較高有好的抗回火性和抗高溫氧化性