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模具鋼材料的性能和要求
來源: | 作者:東啟特鋼 | 發布時間: 2021-08-10 | 105 次瀏覽 | 分享到:
模具鋼材料的性能和要求
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  模具鋼材料的性能和要求


  一、鋼的定義


  鋼是指碳含量為0.0218%-2.11%的鐵碳合金。合金鋼是在普通鋼中加入Cr、Mo、V、Ni等合金成分得到的,我們所有的模具鋼都屬于合金鋼。

模具鋼

  有三種主要方法可以改變鋼的性能:


  1.合金成分


 ?。?)碳:


  作用:增加淬火組織的硬度;形成碳化物,提高耐磨性;降低韌性;焊接性降低。


  (2)鉻:


  作用:提高鋼的硬度,形成堅硬穩定的碳化鉻,從而提高耐磨性;能提高鋼的淬透性;當鉻含量超過12%時,它具有耐腐蝕性并提供良好的拋光性能。


 ?。?)莫:


  作用:Mo是強碳化物形成元素,提高耐磨性;Mo>0.5%%可以抑制其他合金元素引起的回火脆性;提供紅色硬度和熱強度;提高淬透性和回火穩定性。


  (4)釩


  功能:可形成高硬度碳化物,提高耐磨性;細化鋼的晶粒尺寸,降低過熱敏感性;提高鋼的強度、韌性和回火穩定性。


  (5)鎳:


  作用:能提高鋼的淬透性;它可以提煉谷物。


  (6)硫:


  它常以MnS的形式存在于鋼中,破壞了基體的連續性,惡化了材料的韌性、耐蝕性、拋光性、放電加工性和刻蝕性,提高了材料的切削能力。


  二、熔煉過程


  (1)電渣重熔


  將毛坯放入電渣爐中,通入強電流使電爐產生高溫,使毛坯熔化成鋼水,鋼水流經電渣,雜質被電渣過濾吸附,達到凈化效果。整體重熔速度快,但一些非常細小的雜質沒有被去除。


  (2)真空電弧重熔


  在真空爐中,對鋼坯施加強電流,鋼坯底部開始熔化,雜質汽化成氣體并被抽走,從而提高鋼的純度。而且是一滴一滴的凝固,凝固速度非???,組織變得非常致密。其特點是雜質去除徹底,但整體重熔速度慢。


  3.熱處理


  鋼的熱處理是指通過控制鋼的加熱溫度、保溫時間和冷卻速度來改變鋼的性能,使之滿足加工或使用要求的過程。


  主要的熱處理工藝有退火、淬火和回火。


  2.模具鋼的使用分類


  1).冷加工模具鋼


  冷加工模具鋼主要用于制造冷狀態下壓制工件的模具,如冷沖裁模、冷沖壓模、冷拔深沖模、沖壓模、冷擠壓模、螺紋壓模、粉末壓模等。冷加工模具鋼的范圍從各種碳工具鋼、合金工具鋼和高速工具鋼到粉末高速工具鋼和粉末高合金模具鋼。


  2).熱加工模具鋼


  熱作模具鋼主要用于制造高溫壓制工件的模具,如熱鍛模、熱擠壓模、壓鑄模、熱鐓模等。常用的熱作模具鋼有:中碳、高碳含量及鉻、鎢、鉬、釩等合金元素的合金模具鋼;對于有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。


  3).塑料模具鋼


  由于塑料種類繁多,對塑料制品的要求也大不相同,對制作塑料模具的材料提出了不同的性能要求。因此,許多工業發達國家已經形成了廣泛的塑料模具用鋼系列。包括碳素結構鋼、滲碳塑料模具鋼、預硬化塑料模具鋼、時效硬化塑料模具鋼、耐腐蝕塑料模具鋼、易切削塑料模具鋼、整體硬化塑料模具鋼、馬氏體時效鋼和鏡面拋光用塑料模具鋼。


  三、模具用鋼的要求


  模具按壽命長短分為五個等級,對鋼材的要求如下:


  模具一般按使用年限分為五個等級。第一級超過百萬次,第二級50-100萬次,第三級30-50萬次,第四級10-30萬次,第五級10萬次以下。


  一次模和二次模都需要熱處理,硬度在HRC50左右的鋼,否則容易磨損,注塑生產的產品容易超差。因此,所選用的鋼材既要有良好的熱處理性能,又要在高硬度狀態下有良好的切削性能。當然,還有其他考慮。


  一般選用瑞典的8407和S136,美國的420和H13,歐洲的2316、2344和083,或者日本的SKD61和DC53(原用作金屬模具材料,特殊情況下使用)。強腐蝕塑料一般選用S136、2316、420等鋼材,弱腐蝕塑料選用SKD61、NAK80、PAK90、718M。


  產品的外觀要求對模具材料的選擇也有很大的影響。表面需要鏡面的透明零件和產品可以從S136、2316、718S、NAK80、PAK90和420中選擇,透明度極高的模具應選擇S136,其次是420。


  三級模使用的預硬化材料有很多種,等級為S136H、2316H、718H、083H,硬度為HB270-340。


  P20、718、738、618、2311和2711用于四、五級模具,S50C和45#鋼可用于要求極低的模具,即型腔直接在模具毛坯上制作。


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