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鋼錠模具什麼形狀好

發布時間:2022-04-12 03:35:27

① 什麼樣的模具材料,才能做出好的模具

冷沖模具使用Cr12、Cr12MoV、CrWMn比使用T8、T10鋼要好。而GM鋼作為一種新型耐磨鋼在冷作模具材料領域替代C12系列鋼種,有廣闊的應用前景。已在高速沖床多工位級進模、滾絲模、切邊模上應用,比65Nb、Crl2MoV鋼的壽命提高2~6倍以上。
ER5鋼在強度、韌性、耐磨性等方面均優於Crl2型鋼,而且在鍛造、熱處理、機加工、電加工等方面無特殊要求,生產加工工藝簡單可行,材料成本適中,適用於製作大型重載冷鐓模、精密冷沖模以及其它冷沖、冷成型模具。
減小熱處理變形,對於形狀復雜,精密的模具十分重要。我國研製的Cr2Mn2SiWMoV鋼,熱處理變形率低於±0.004%,比正常熱處理變形率±01%~±0.2%低得多。生產實踐證明:在100mm的矩形凹模上,長和寬的尺寸變化為±0.01mm。
注塑模具使用40
CrMnMo
7
預硬塑膠模具鋼
、X42
Cr
13(不銹鋼)、
X
36
CrMo
17(預硬不銹鋼)、
X
38
CrMo
51
熱作鋼,要比使用45#鋼、T8鋼好。
製作壓鑄模具使用:5Cr4W5Mo2V(RM-2)鋼,ωc為5%,合金元素總的質量分數為12%,碳化物較多,以Fe3W3C為主,比3Cr2W8V鋼具有更高的熱強性、耐磨性及熱穩定性。在硬度為40HRC時熱穩定性可達700℃,但是它的碳化物分布不均勻,韌性較差。可用作精鍛模、熱擠壓模等。
5Cr4Mo3SiMnVAl(O12Al)鋼是冷、熱作兼用模具鋼。該鋼有較高的熱硬性,熱穩定性高於3Cr2W8V鋼,熱疲勞性也比3Cr2W8V鋼優越得多。
6Cr4Mo3Ni2WV(CG-2)鋼是在高速鋼的基體鋼6W6Mo5Cr4V低碳M2鋼)的基礎上做適當改進,增加Ni量,降低W、Mo量研製而成的冷、熱兼用基體鋼。其室溫及高溫強度、熱穩定性均高於3Cr2W8V鋼,但高溫沖擊韌度低於3Cr2W8V鋼。

② 常用模具鋼材型號有哪些

鋼材應用廣泛、品種繁多,根據斷面形狀的不同、鋼材一般分為型材、板材、管材和金屬製品四大類、鋼材是鋼錠、鋼坯或鋼材通過壓力加工製成需要的各種形狀、尺寸和性能的材料。大部分鋼材加工都是鋼材通過壓力加工,使被加工的鋼(坯、錠等)產生塑性變形。根據鋼材加工溫度不同,可以分為冷加工和熱加工兩種。鋼材大家一定都不陌生了,建築中最常見的材料。對很少接觸建築的人來說,也許只是知道而已,並沒有深入的了解過。那關於模具鋼材,大家一定沒聽說過,模具鋼材是一種傳統的模具材料,它的品種、規格、質量對模具的性能、使用壽命和製造周期起著決定性的作用。所以,模具鋼材的型號就顯得尤其重要。

常用模具鋼材型號
模具的用途很廣,在模具材料中應用最廣的當屬模具鋼材。模具鋼材種類很多,按用途主要分為冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼。在製作過程中對不同用途的模具鋼要求都不同。而目前國外的模具鋼材依然處在領先地位。
瑞典(一勝百)
718預加硬塑膠模具鋼
718H預加硬塑膠模具鋼
S136優質抗腐蝕鏡面模具鋼
S136H優質抗腐蝕鏡面模具鋼
8407熱作壓鑄模具鋼
DF-2不變形耐磨油鋼
德國(撒斯特)
2311塑膠模具鋼
2738預加硬塑膠模具鋼
2316預加硬抗腐蝕鏡面模具鋼
2083H抗腐蝕鏡面模具鋼
奧地利(百祿M202)
M238優質預加硬塑膠模具鋼
M300優質預加硬抗腐蝕鏡面模具鋼
M310優質抗腐蝕鏡面模具鋼
W302熱作壓鑄模具鋼
K460不變形耐磨油鋼

日本(日立/大同)
SLD(SKD-11)特種冷沖模合金鋼
DAC(SKD-61)優質熱作鑄模合金鋼
FDAC(DH2F)特種耐熱壓鑄模具鋼
SKH-9(SKH-51)特種優質高速鋼
SGT(SKS3)耐磨不變形合金工具鋼
HPM38抗腐蝕鏡面模具鋼
PX5優質塑料模具鋼
DC-53特種冷沖模合金鋼
常用模具鋼材價格
模具是工業發展的基石,在機械製造、電子工業、輕工業等工業部門的產品約有百分之八十採用模具成型。近年來,我國的模具鋼材的生產技術、工藝裝備、質量等方面都取得了比較迅速的發展。
由於模具剛的型號種類實在太多,這里就只為大家做個簡單的介紹。

③ 常用模具鋼材料型號有哪些

④ 做模具一般要用什麼樣的鋼材

其實做模具用什麼鋼取決於產品是什麼材料的,以及客戶要求的出模數,因為版有些材料是權有腐蝕性的,所以要選擇抗腐蝕的鋼材進行特殊處理,如果是普通的材料如PP
PE
ABS等無腐蝕性的材料如果想模具用的久一點就用NAK80
當然這種材料比較貴,如果想便宜點就用P20
H13
CR12等也是可以的

⑤ 模具大概可以分哪幾類

在模具設計之前,應先解決影響模具結構的因素.如:注塑方式、模腔數目、澆道方式、注塑材料、頂出機構等等.在這一切解決後方可決定模具規格.

(i) 模具分類:美國塑膠工業學會(SPI AN-102-78),將模具分為五大類.這五大類型模具各有其不同的要求標准,而這種模具分類只適用於配400噸或以下的注塑機的模具.

(a) 101型
周期可達100萬次,用於極高生產量的產品.選用最好模具材料製造,因此價錢極昂貴.要求標准如下:
(1)需要有詳盡的模具設計資料.
(2)模胚硬度要求最少要有BHN280.
(3)模具表面(包括上模和下模)必定最少要在48RC硬度范圍.所有其它配件如滑塊、斜頂、壓頂等應使用硬工具鋼.
(4)頂出機備須有導向件.
(5)側滑塊一定要裝有損耗板.
(6)上模、下模、滑塊或模具上可能的地方要裝上溫度控制器.
(7)在模具壽命上,因冷卻運水管道的侵蝕而做成產品質素下降和增加註塑周期,建議有冷卻運水的嵌入件或模板做防侵蝕處理.
(8)所有此類型之模具皆要裝有分模線鎖模機構.

(b) 102型
周期可達50萬次至100萬次.用於高生產的產品,選用較好質量的模具材料製造,價錢貴.要求標准如下:
(1)需要有詳盡的模具設計資料.
(2)模胚硬度要求最少要有BHN280.
(3)上模和下模表面硬度應在48RC范圍.所有其它功能配件應做熱處理.
(4)上模、下模、滑塊或模具上可能的地方裝上溫度控制器.
(5)所有此類型之模具皆要裝有分模線鎖模機構.
(6)以下項目可能需要或不需要,取決於最後生產數量的考慮.建議這些項目同樣做一份確認的報價單.
i) 頂出導向件.
ii) 滑塊損耗板.
iii) 已做防侵蝕處理的溫控制器管道.
iv) 電鍍上模.

(c) 103型
周期可達50萬次.用於中生產的產品,價錢合理要求如下:
(1)建議有詳盡的模具設計資料.
(2)模胚硬度要求最少要有BHN165.
(3)上模和下模必定最少有BHN280硬度或以上.
(4)所有其它配件可自由選擇.

(d) 104型
周期可達10萬次,用於低生產量的產品,模具材料耐磨性不高,價錢低於一般合理水平.要求標准如下:

(1)建議有模具設計資料.
(2)模胚可以是軟鋼或鋁金屬.
(3)上模可以是鋁金屬,軟鋼或其它可認定的材料.
(4)所有其它配件可自由選擇.

(e) 105型
周期不超過5萬次,用於生產有限度數量之首辨,價錢非常便宜.要求標准如下:
模具結構可能是壓鑄材料,環氧樹脂可其它可提供足夠強度生產最低數量首辨之材料.

landed plunger mold 有肩柱塞式模具
burnishing die 擠光模
landed positive mold 有肩全壓式模具
button die 鑲入式圓形凹模
loading shoe mold 料套式模具
center-gated mold 中心澆口式模具
loose detail mold 活零件模具
chill mold 冷硬用鑄模
loose mold 活動式模具
clod hobbing 冷擠壓制模
louvering die 百葉窗沖切模
composite dies 復合模具
manifold die 分歧管模具
counter punch 反凸模
molar mold 組合式模具
double stack mold 雙層模具
multi-cavity mold 多模穴模具
electroformed mold 電鑄成形模
multi-gate mold 復式澆口模具
expander die 擴徑模
offswt bending die 雙折冷彎模具
extrusion die 擠出模
palletizing die 疊層模
family mold 反套製品模具
plaster mold 石膏模
blank through dies 漏件式落料模
porous mold 通氣性模具
plicated cavity plate 復板模
positive mold 全壓式模具
fantail die 扇尾形模具
pressure die 壓緊模
fishtail die 魚尾形模具
profile die 輪廓模
flash mold 溢料式模具
progressive die 順序模
gypsum mold 石膏鑄模
protable mold 手提式模具
hot-runner mold 熱流道模具
prototype mold 雛形試驗模具
ingot mold 鋼錠模
punching die 落料模
lancing die 切口模
raising(embossing) 壓花起伏成形
re-entrant mold 倒角式模具
sectional die 拼合模
runless injection mold 無流道冷料模具
sectional die 對合模具
segment mold 組合模
semi-positive mold 半全壓式模具
shaper 定型模套
single cavity mold 單腔模具
solid forging die 整體鍛模
split forging die 拼合鍛模
split mold 雙並式模具
sprueless mold 無注道殘料模具
squeezing die 擠壓模
stretch form die 拉伸成形模
sweeping mold 平刮鑄模
swing die 振動模具
three plates mold 三片式模具
trimming die 切邊模
unit mold 單元式模具
universal mold 通用模具
unscrewing mold 退扣式模具
yoke type die 軛型模

⑥ 用什麼材料做模具比較好

3Cr2NiMo(P4410)塑料模具鋼

P4410鋼在硬度值為32~36HRC范圍內,具有良好的車、銑、磨等加工性能。
P4410鋼也可採用火焰局部加熱淬火,加熱溫度800~825℃,在空氣中或用壓縮空氣冷卻,局部表面硬度可達56~62HRC,可延長模具使用壽命。也可對模具進行表面鍍鉻,表面硬度可由370~420HV提高到1000HV,顯著提高模具的耐磨性和耐蝕性。
P4410鋼製造的模具,局部損壞後也可用補焊法修補,焊接質量良好,可以進行加工。

P4410鋼在預硬態(30~36HRC)使用,防止了熱處理變形,適於製造大型、復雜、精密塑料模具。該鋼也可採用滲氮、滲硼等化學熱處理,處理後可獲得更高表面硬度,適於製作高精密的塑料模具。

8Cr2MnWMoVS(8Cr2S)鋼
8Cr2MnWMoVS屬易切削精密塑料成形模具鋼,是為適應精密塑料模和薄板無間隙精密沖裁模之急需而設計的,其成分設計採用了高碳多元少量合金化原則,以硫作為易切削元素。8Cr2S鋼的化學成分及性能在第一章第二節已經介紹過,這里就使用方面再進一步介紹。
1.鋼的特點
(1)熱處理工藝簡便,淬透性好:空冷淬硬直徑φ100mm以上,空淬硬度為61.5~62HRC,熱處理變形小。當860~900℃淬火,160~300℃回火時,軸向總變形率<0.09%,徑向總變形率<0.15%。
(2)切削性能好:退火硬度為207~239HBS,切削加工時,可比一般工具鋼縮短加工工時1/3以上。硬態40~45HRC時,用高速鋼或硬質合金刀具進行車、銑、刨、鏜、鑽等加工,相當於碳鋼調質態,硬度為30HRC左右的切削性能,遠優於Cr12MoV鋼退火態硬度為240HBS時的切削性能。
(3)鏡面研磨拋光性好:採用相同的研磨加工,其表面粗糙度比一般合金工具鋼低1~2級,最低表面粗糙度為Ra 0.1μm。
(4)表面處理性能好:滲氮性能良好,一般滲氮層深達0.2~0.3mm,滲硼附著力強。
2.應用
8Cr2S作為預硬鋼適宜於製作各種類型的塑料模、膠木模、陶土瓷料模以及印製板的沖孔模。該鋼種製作的模具配合精密度較其它合金工具鋼高1~2個數量級,表面粗造度低1~2級,使用壽命普遍高2~3倍,有的高十幾倍。

5CrNiMnMoVSCa(5NiSCa)鋼
5NiSCa屬易切削高韌性塑料模具鋼,在預硬態(35~45HRC)韌性和切削加工性良好;鏡面拋光性能好,表面粗糙度低,可達Ra 0.2~0.1μm,使用過程中表面粗糙度保持能力強;花紋蝕刻性能好,清晰,逼真;淬透性好,可作型腔復雜、質量要求高的塑料模。該鋼在高硬度下(50HRC以上),熱處理變形小,韌性好,並具有較好的阻止裂紋擴展的能力。
1.化學成分及相變點
5NiSCa鋼採用中碳加鎳,其主要化學成分見表3-9。
表3-9 5NiSCa鋼的化學成分(質量分數) (%)
C Cr Ni Mn Mo V S Ca
0.57 0.89 1.03 1.19 0.52 0.26 0.028 0.0036

加熱時相變點695~735℃,冷卻時相變點378~305℃,Ms220℃。
2.工藝性能
(1)鍛造:加熱溫度1100℃,始鍛溫度1070~1100℃,終鍛溫度850℃,鍛後砂冷。
(2)球化退火:加熱溫度770℃,保溫3h,等溫溫度660℃,保溫7h,爐冷到550℃出爐空冷。退火硬度≤241HBS,加工性能良好。
(3)淬火:淬火溫度880~900℃,小件取下限,大件取上限,油冷或260℃硝鹽分級淬火。
3.力學性能
5NiSCa鋼經880℃和900℃淬火後的力學性能,見表3-10所列。
表3-10 5NiSCa鋼不同溫度淬火及回火後的力學性能
淬火/℃ 回火/℃ σ0.2/Mpa σb/MPa σbc/MPa δ(%) ψ(%) αk/(J/cm2) HRC
880 575 1240.7 1274.0 1271.1 8.8 42.1 46.1 45.5
625 1240.7 1274.0 1271.1 8.8 42.1 46.1 39
650 1008.4 1045.7 1011.4 9.0 45.3 56.8 36
900 575 1364.2 1430.8 1442.6 7.9 39.6 42.1 47
625 1252.4 1291.6 1355.3 8.3 41.7 49 41.5
650 1061.3 1084.9 1110.3 10.5 47.0 66.6 37

4.生產應用
5NiSCa鋼可用作型腔復雜、型腔質量要求高的注射模、壓縮模、橡膠模,印製板沖孔模等效果顯著。

Y55CrNiMnMoV(SM1)

SM1屬易切削調質型預硬化塑料模具鋼,預硬態交貨,預硬硬度為35~40HRC。易切削效果明顯、性能穩定、綜合性能明顯優於45鋼,還具有耐蝕性較好和可滲氮等優點。
1.化學成分及相變點
Y55CrNiMnMoV鋼的化學成分,見表3-11。
表3-11 SM1鋼化學成分(質量分數) (%)
C Mn S P Cr Ni Mo V Si
0.50~0.60 0.80~1.20 0.080~0.150 <0.030 0.80~1.20 1.00~1.50 0.20~0.50 0.10~0.30 <0.40

相變點 Ac1712℃、Ac3772℃、Ms290℃。
2.工藝性能
(1)鍛造:鍛造性能良好,鍛造無特殊要求。
(2)軟化處理:800℃加熱、保溫3h,680℃等溫加熱5h,硬度≤235HBS。
(3)淬火、回火:800~860℃加熱油淬,600~650℃回火。
3.力學性能
經上述處理後,SM1的力學性能見表3-12所示。
表3-12 SM1鋼的力學性能
σb/MPa σ0.2/Mpa δ5(%) ψ(%) αk/(J/cm2) 硬度HRC
1176 980 15 45 44 35

4.實際應用
Y55CrNiMnMoV鋼生產工藝簡便易行,性能優越穩定,使用壽命長。經電子、儀表、家電、玩具、日用五金等行業推廣應用,效果顯著。

⑦ 把鋼熔化成鋼水倒入模具成一定形狀一般這種模具都是用什麼材料做的

小型磨具,一般用:Cr12、9SiCr、
大型模具一般用:Cr12MoV(冷沖模)、5CrNiMo、5CrMnMo(熱做模具)

希望我的回答對您有幫助,祝好!
工作順利,學習進步哦!
及時採納,謝謝。

⑧ 模具鋼材P20和718哪種好!模具壽命30萬

1、在國內718要比P20的料好,718與p20都是塑料模具鋼,但718是p20改進型鋼號,對應的美國鋼號為p20+Ni。雖然718用途與p20相同,但是718淬透性更好,性能更優越,可以製作尺寸大的,高檔次的塑料模具成型零件。30萬次的模具最好還是用SKD61熱處理的料做保險。
2、模具(mú jù),工業生產上用以注塑、吹塑、擠出、壓鑄或鍛壓成型、冶煉、沖壓等方法得到所需產品的各種模子和工具。 簡而言之,模具是用來成型物品的工具,這種工具由各種零件構成,不同的模具由不同的零件構成。它主要通過所成型材料物理狀態的改變來實現物品外形的加工。素有「工業之母」的稱號。
3、鋼材應用廣泛、品種繁多,根據斷面形狀的不同,鋼材一般分為型材、板材、管材和金屬製品四大類。鋼材是鋼錠、鋼坯或鋼材通過壓力加工製成的一定形狀、尺寸和性能的材料。大部分鋼材加工都是通過壓力加工,使被加工的鋼(坯、錠等)產生塑性變形。根據鋼材加工溫度不同,可以分為冷加工和熱加工兩種。

⑨ 特殊模具鋼的毛料,光板,精板是什麼意思,怎麼區分的

毛料就是鋼材出廠的狀態,毛胚
光板一般是指鑼六磨二的材料
精板一般指鑼六磨六,六面直角的加工好後的材料。

區分:
鋼材光板毛料精料是指有的是要加工的,所以要留餘量,這就是毛料。精料就是不用加工的。鋼材光板:鋼材應用廣泛、品種繁多,根據斷面形狀的不同,鋼材一般分為型材、板材、管材和金屬製品四大類。鋼材是鋼錠、鋼坯或鋼材通過壓力加工製成的一定形狀、尺寸和性能的材料。大部分鋼材加工都是通過壓力加工,使被加工的鋼(坯、錠等)產生塑性變形。根據鋼材加工溫度不同,可以分為冷加工和熱加工兩種。

⑩ 好的模具鋼屬於哪幾種

模具鋼材主要分為:冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼、碳素結構鋼,還有一些進口模具鋼:譬如說日本大同,日立,瑞典,撫順,一勝百等等,

按材料分最好的主要有:DC53 ,SKD11 ,SLD , 2379. .8407 ,NAK80 , D2 . SKH-9. DAC , DAC55 , H13 , S136 , S136H 718 ,718H 等等材料!

冷作模具鋼材包括冷沖模、拉絲模、拉延模、壓印模、搓絲模、滾絲板、冷鐓模和冷擠壓模等。冷作模具有鋼,按其所製造具的工作條件,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。用於這類用途的合金工具用鋼一般屬於高碳合金鋼,碳質量分數在0.80%以上,鉻是這類鋼的重要合金元素,其質量分數通常不大於5%。但對於一些耐磨性要求很高,淬火後變形很小模具用鋼,最高鉻質量分數可達13%,並且為了形成大量碳化物,鋼中碳質量分數也很高,最高可達2.0%~2.3%。冷作模具鋼的碳含量較高,其組織大部分屬於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。
熱作模具鋼材分為錘鍛、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做用,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。對於壓鑄模用鋼,還應具有表面層經反復受熱和冷卻不產生裂紋,以及經受液態金屬流的沖擊和侵蝕的性能。這類鋼一般屬於中碳合金鋼,碳質量分數在0.30%~0.60%,屬於亞共析鋼,也有一部分鋼由於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。
塑膠模具鋼
模具鋼材可加工性
——熱加工性能,指熱塑性、加工溫度范圍等;
熱作模具用鋼
——冷加工性能,指切削、磨削、拋光、冷拔等加工性能。
冷作模具鋼大多屬於過共析鋼和萊氏體鋼,熱加工和冷加工性能都不太好,因此必須嚴格控制熱加工和冷加工的工藝參數,以避免產生缺陷和廢品。另一方面,通過提高鋼的純凈度,減少有害雜質的含量,改善鋼的組織狀態,以改善鋼的熱加工和冷加工性能,從而降低模具的生產成本。
為改善模具鋼的冷加工性能,自20世紀30年代開始,研究向模具鋼中加入S、Pb、Ca、Te等易切削加工元素或導致模具鋼中碳的石墨化的元素,發展了各種易切削模具鋼,以進一步改善其切削性能和磨削性能,減少刀具磨料消耗、降低成本。
模具鋼材淬透性和淬硬性
淬透性主要取決於鋼的化學成分和淬火前的原始組織狀態;淬硬性則主要取決於鋼中的含碳量。對於大部分的冷作模具鋼,淬硬性往往是主要的考慮因素之一。對於熱作模具鋼和塑料模具鋼,一般模具尺寸較大,尤其是製造大型模具,其淬透性更為重要。另外,對於形狀復雜容易產生熱處理變形的各種模具,為了減少淬火變形,往往盡可能採用冷卻能力較弱的淬火介質,如空冷、油冷或鹽浴冷卻,為了得到要求的硬度和淬硬層深度,就需要採用淬透性較好的模具鋼。
模具鋼材淬火溫度和熱處理變形
為了便於生產,要求模具鋼淬火溫度范圍盡可能放寬一些,特別是當模具採用火焰加熱局部淬火時,由於難於准確地測量和控制溫度,就要求模具鋼有更寬的淬火溫度范圍。
模具在熱處理時,尤其是在淬火過程中,要產生體積變化、形狀翹曲、畸變等,為保證模具質量,要求模具鋼的熱處理變形小,特別是對於形狀復雜的精密模具,淬火後難以修整,對於熱處理變形程度的要求更為苛刻,應該選用微變形模具鋼製造。
氧化、脫碳敏感性
模具在加熱過程中,如果發生氧化、脫碳現象,就會使其硬度、耐磨性、使用性能和使用壽命降低;因此,要求模具鋼的氧化、脫碳敏感性好。對於含鉬量較高的模具鋼,由於氧化、脫碳敏感性強,需採用特種熱處理,如真空熱處理、可控氣氛熱處理、鹽浴熱處理等。
模具鋼材其他因素
在選擇模具鋼時,除了必須考慮使用性能和工藝性能之外,還必須考慮模具鋼的通用性和鋼材的價格。模具鋼一般用量不大,為了便於備料,應盡可能地考慮鋼的通用性,盡量利用大量生產的通用型模具鋼,以便於采購、備料和材料管理。另外還必須從經濟上進行綜合分析,考慮模具的製造費用、工件的生產批量和分攤到每一個工件上的模具費用。從技術、經濟方面全面分析,以最終選定合理的模具材料。
模具鋼材性能要求
1. 強度性能
(1)硬度硬度是模具鋼的主要技術指標,模具在高應力的作用下欲保持其形狀尺寸不變,必須具有足夠高的硬度。冷作模具鋼在室溫條件下一般硬度保持在HRC60左右,熱作模具鋼根據其工作條件,一般要求保持在HRC40~55范圍。對於同一鋼種而言,在一定的硬度值范圍內,硬度與變形抗力成正比;但具有同一硬度值而成分及組織不同的鋼種之間,其塑性變形抗力可能有明顯的差別。
(2)紅硬性 在高溫狀態下工作的熱作模具,要求保持其組織和性能的穩定,從而保持足夠高的硬度,這種性能稱為紅硬性。碳素工具鋼、低合金工具鋼通常能在180~250℃的溫度范圍內保持這種性能,鉻鉬熱作模具鋼一般在550~600℃的溫度范圍內保持這種性能。鋼的紅硬性主要取決於鋼的化學成分和熱處理工藝。
(3)抗壓屈服強度和抗壓彎曲強度 模具在使用過程中經常受到強度較高的壓力和彎曲的作用,因此要求模具材料應具有一定的抗壓強度和抗彎強度。在很多情況下,進行抗壓試驗和抗彎試驗的條件接近於模具的實際工作條件(例如,所測得的模具鋼的抗壓屈服強度與沖頭工作時所表現出來的變形抗力較為吻合)。抗彎試驗的另一個優點是應變數的絕對值大,能較靈敏地反映出不同鋼種之間以及在不同熱處理和組織狀態下變形抗力的差別。
2. 韌性
在工作過程中,模具承受著沖擊載荷,為了減少在使用過程中的折斷、崩刃等形式的損壞,要求模具鋼具有一定的韌性。
模具鋼的化學成分,晶粒度,純凈度,碳化物和夾雜物等的數量、形貌、尺寸大小及分布情況,以及模具鋼的熱處理制度和熱處理後得到的金相組織等因素都對鋼的韌性帶來很大的影響。特別是鋼的純凈度和熱加工變形情況對於其橫向韌性的影響更為明顯。鋼的韌性、強度和耐磨性往往是相互矛盾的。因此,要合理地選擇鋼的化學成分並且採用合理的精煉、熱加工和熱處理工藝,以使模具材料的耐磨性、強度和韌性達到最佳的配合。
沖擊韌性系表特徵材料在一次沖擊過程中試樣在整個斷裂過程中吸收的總能量。但是很多工具是在不同工作條件下疲勞斷裂的,因此,常規的沖擊韌性不能全面地反映模具鋼的斷裂性能。小能量多次沖擊斷裂功或多次斷裂壽命和疲勞壽命等試驗技術正在被採用。
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大的壓應力和摩擦力,要求模具能夠在強烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨損主要是機械磨損、氧化磨損和熔融磨損三種類型。為了改善模具鋼的耐磨性,就要既保持模具鋼具有高的硬度,又要保證鋼中碳化物或其他硬化相的組成、形貌和分布比較合理。對於重載、高速磨損條件下服役的模具,要求模具鋼表面能形成薄而緻密粘附性好的氧化膜,保持潤滑作用,減少模具和工件之間產生粘咬、焊合等熔融磨損,又能減少模具表面進行氧化造成氧化磨損。所以模具的工作條件對鋼的磨損有較大的影響。
耐磨性可用模擬的試驗方法,測出相對的耐磨指數,作為表徵不同化學成分及組織狀態下的耐磨性水平的參數。以呈現規定毛刺高度前的壽命,反映各種鋼種的耐磨水平;試驗是以Cr12MoV鋼為基準進行對比。
4. 抗熱疲勞能力
熱作模具鋼在服役條件下除了承受載荷的周期性變化之外,還受到高溫及周期性的急冷急熱的作用,因此,評價熱作模具鋼的斷裂抗力應重視材料的熱機械疲勞斷裂性能。熱機械疲勞是一種綜合性能的指標,它包括熱疲勞性能、機械疲勞裂紋擴展速率和斷裂韌性三個方面。
熱疲勞性能反映材料在熱疲勞裂紋萌生之前的工作壽命,抗熱疲勞性能高的材料,萌生熱疲勞裂紋的熱循環次數較多;機械疲勞裂紋擴展速率反映材料在熱疲勞裂紋萌生之後,在鍛壓力的作用下裂紋向內部擴展時,每一應力循環的擴展量;斷裂韌性反映材料對已存在的裂紋發生失穩擴展的抗力。斷裂韌性高的材料,其中的裂紋如要發生失穩擴展,必須在裂紋尖端具有足夠高的應力強度因子,也就是必須有較大的裂紋長度。在應力恆定的前提下,在一種模具中已經存在一條疲勞裂紋,如果模具材料的斷裂韌性值較高,則裂紋必須擴展得更深,才能發生失穩擴展。
也就是說,抗熱疲勞性能決定了疲勞裂紋萌生前的那部分壽命;而裂紋擴展速率和斷裂韌性,可以決定當裂紋萌生後發生亞臨界擴展的那部分壽命。因此,熱作模具如要獲得高的壽命,模具材料應具備高的抗熱疲勞性能、低的裂紋擴展速率和高的斷裂韌性值。
抗熱疲勞性能的指標可以用萌生熱疲勞裂紋的熱循環數,也可以用經過一定的熱循環後所出現的疲勞裂紋的條數及平均的深度或長度來衡量。
5. 咬合抗力
咬合抗力實際就是發生「冷焊」時的抵抗力。該性能對於模具材料較為重要。試驗時通常在干摩擦條件下,把被試驗的工具鋼試樣與具有咬合傾向的材料(如奧氏體鋼)進行恆速對偶摩擦運動,以一定的速度逐漸增大載荷,此時,轉矩也相應增大,該載荷稱為「咬合臨界載荷」,臨界載荷愈高,標志著咬合抗力愈強。

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