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模具钢的选材及应用

目录:行业新闻点击率:发布时间:2018-12-29 11:47:24

模具钢是用来制造塑料模、热锻模、压铸模等模具的钢种。模具是机械制造、无线电仪表、电机电器等工业部门中制造零件的主要加工工具。模具的质量直接影响着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产成本、而模具的质量与使用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外,主要受模具材料和热处理的影响。

模具钢基础知识

一、基本分类

  1.钢材种类极杂且多,其中模具用钢材分三类:

  A、塑料模具钢:高抛光度

  B、热作工具钢:高强度、耐高温

  C、冷作工具钢:耐高压、耐磨损——“高速工具钢”其一分

 

  2. 常见牌号标志:

  A、JIS——日本工业规格

  B、ASTM——美国材料试验协会规格

  C、AISI——美国钢铁协会规格

  D、DIN——德国国家规格

 

二、使用惯例

  1. P20,最常用的塑料钢。

  2. PDS5,类似P20,但比P20难加工,缺点是温度较高易硬化。

  3. PDS1,不等于S45C,不是型腔用,使用在模架,以降低成本。
 

  4. 若要求耐用性,则模架材料S50C或S55C,国内常见克难办法为S45C锻打,硬度更高,耐磨性比S50C更好。

  注:曾有人表示S45C锻打优于S50C的耐磨性,事实上,该S50C恐有伪劣产品之嫌。
 

  5. 型腔钢材对硬度要求高于P20时,可选用NAK80,利于耐用。
 

  6.选择倾向:

  a.塑胶钢:即用在塑胶射出成模,再区分镜面抛光、耐蚀性等要求。

  b.冷作钢:用在导柱套标准零件,也用在精密五金模或耐磨的塑胶模或冷冲模。

  c.热作钢:铝或锌合金压铸模。
 

  7. 塑料钢许多都是预硬型,以免热处理变形。
 

  8. 各类钢材成份倾向: 中碳:含C量0.3—0.8%

  a.塑料钢:中碳或低碳,少量镍铬系(1—10%)或中量接近SUS420不锈钢铬系(>10%),耐腐蚀。

  b.热作钢:中C,少量Cr。

  c.冷作钢:高C。

  注:高速钢:高C,少量钨钼钒系(甚至加钴),加少量铬可增加强度。
 

  9. 大类区分解说:

  a. 冷作钢:

  此类钢种在常温下使用,由于硬度高与耐磨要求,含碳量属于高碳钢(C>0.8%),甚至加入少量多钨钼钒元素,表助于提高耐磨性,另外,高硬度须防范发脆,故添加铬(约4—12%)以提高韧性和强度,也常辅之以锰元素。

  b. 热作钢:

  此类钢种主要要求在于500—850℃左右较高温度的使用环境,故而耐高温的钨钼钒系元素与冷作钢相当,因其耐磨性非主要要求,是以含碳量仅属于中碳钢(0.3—0.8%),且其进而对韧性的影响减少,故含铬量略下降(约3—5.2%)。

  c. 塑料钢:

  模腔表面的耐磨蚀为其主要要求,故属于低碳钢(C<0.3%)以减少其氧化倾向,并添加中量铬或少量镍铬元素以提高其耐腐蚀性能。

 

三、模具钢的选材原则

  1.成形方法:可从两种基本材料类型中选择:

  A、热加工工具钢,它能承受模铸、锻造和挤压时的相对高的温度。

  B、冷加工工具钢,它用于下料和剪切、冷成形、冷挤压、冷锻和粉末加压成形。

  一些塑料会产生腐蚀性副产品,例如pvc塑料。长时间的停工引起的冷凝、腐蚀性气体、酸、冷却/加热、水或储存条件等因素也会产生腐蚀。在这些情况下,推荐使用不锈钢材料的模具钢。
 

  2.模具尺寸:大尺寸模具常常使用预硬钢,整体淬硬钢常常用于小尺寸模具。
 

  3.模具使用次数:

  长期使用(>1.000.000次)的模具应使用高硬度钢,其硬度为48一65hrc。

  中等长时间使用(100.000—1.000.000次)的模具应使用预硬钢,其硬度为30一45hrc。

  短时间使用(<100.000次)的模具应使用软钢,其硬度为160一2 50hrc。
 

  4.表面粗糙度:

  许多塑料模具制造商对好的表面粗糙度感兴趣;当添加硫改善金属切削性能时,表面质量会因此下降,硫含量高的钢也变得更脆。

 

Cr12

  性能:高碳、高铬类型莱氏体钢,具有较好的淬透性和良好的耐磨性。由于钢中碳质量分数最高可达 2.30%,从而钢变得硬而脆,所以冲南韧性较差,几乎不能承受较大的冲击荷载,易脆裂,而且易形成不均匀的共晶碳化物。

  用途:用于制造受冲击荷载较小,且要求高耐磨性的冷冲模和冲头,剪切硬且薄的金属的冷切剪刃、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉延模和螺丝滚模等。

  生产品种:热轧材、冷拉材、锻材、热轧钢板、冷拉钢丝。

 

Cr12Mo1V1

  性能:高碳、高铬类型莱氏体钢,无特殊要求时钻不作为必加元素。由于钼和钒的含量比Cr12MoV 高,故钢的组织和晶粒度进一步细化,提高了钢的淬透性、强度和韧性,使钢的综合性能更好。

  用途:用于制造要求高耐磨性的大型复杂冷作模具,如冷切剪刀、切边模、拉丝模、搓丝板、螺纹滚模、滚边模和要求高耐磨的冷冲模和冲头等。

  生产品种:热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝

 

Cr12MoV

  性能:高碳、高铬类型莱氏体钢,具有良好的淬透性,截面尺寸在400mm以下可以完全淬透,且具有很高的耐磨性,淬火时体积变化小。其碳含量比Cr12钢低很多,且加入了钼、钒,因此,钢的热加工性能、冲击韧性和碳化物分布都得到了明显改善。

  用途:用于制造断面较大、形状复杂、耐磨性要求高、承受较大冲击负荷的冷作模具,如冷切剪刀、切边模、滚边模、量规、拉丝模、搓丝板、螺纹滚模、形状复杂的冲孔凹模、钢板深拉伸模,以及要求高耐磨的冷冲模和冲头等。

  生产品种:热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝。

 

Cr5Mo1V

  性能:合金含量中等,由于含有钼和钒,所以钢的淬透性良好,碳化物分布均匀,具有一定的冲击韧性和较好的耐磨性。

  用途:用于制造定型模、钻套、冷冲模、冲头、切边模、螺纹滚模、搓丝板和量规等。

  生产品种:热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝。

 

9Mn2V

  性能:综合力学性能比碳素工具我钢,具有较高的硬度和耐磨性,淬透性很好,淬火时变形较小。由于钢中含有一定量的钒,细化了晶粒,减小了过热敏感性。碳化物不均匀性比CrWMn钢好。

  用途:用于制造各种精密量具、样板,以及一般要求的尺寸较小的冲模、冷压模、雕刻模、料模、剪刀、丝锥、板牙和铰刀等。

  生产品种:热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝。

  根据需方要求可供应中小规格的模块。

 

CrWMn

  性能:具有较高的淬透性,由于加入1.20%~1.60%(质量分数)钨,形成碳化物,所以在淬火和低温回火后具有一定的硬度和耐磨性。钨有助于保持细小晶粒,从而使钢具有较好的韧性,该钢对形成网状碳物比较敏感,而且这种碳公物网使工具刃部有剥落的危险。

  用途:使用较为广泛的冷作模具钢。用于制造量具,如板牙、块规、样柱和样套,,以及形状复杂的高精度冲模等。

  生产品种:热轧材、锻材、冷拉材、冷拉钢丝、银亮钢丝、热轧钢板、冷轧钢板。

 

9CrWMn

  性能:低合金冷作模具钢,具有一定的淬透性和耐磨性,淬火变形较小,碳化物分布均匀且颗粒细小。

  用途:用于制造截面不大的,而形状较复杂的冷冲模,以及量规、样板等量具。

  生产品种:热轧材、锻材、冷拉材、冷拉钢丝、冷轧钢板。

 

Cr4W2MoV

  性能:新中型合金冷作模具钢,性能较稳定,与高合金冷作模具钢Cr12、Cr12MoV相比,用其制成的模具使用寿命明显提高。该钢的共晶碳化物颗粒细小,分布均匀,具有较高的淬透性和淬硬性,以及较好的耐磨性和尺寸稳定性。但钢的热加工温度范围较窄,变形抗力较大。

  用途:用于制造各种冲模、冷镦模、落料模、拉延模、冷挤压凹模和搓丝板等。

  生产品种:热轧材、锻材。

  根据需方要求可供应小规格模块。

 

6Cr4W3Mo2VNb

  性能:高韧性冷作模具钢,其化学成分接近高速工具钢的基体成分,属于一种基体钢。因此,它具有高速工具钢的高硬度和高强度。又因该钢没有过剩的碳化物,所以具有较高的韧性和疲劳强度。该钢含有0.20%~0.35%(质量分数)的铌,使晶粒细化,并提高晶粒精化温度,从而提高了钢的韧性,改善了其工艺性能。

  用途:用于制造冷挤压模具、冷镦模、螺钉冲头、冷冲模、拉延模和搓丝板等。

  生产品种:热轧材、锻材。

  根据需方求可供应部分扁钢或其他条钢。

 

6W6Mo5Cr4V

  性能:低碳高速工具钢类型的冷作模具钢,其淬透性好,并具有类似高速工具钢的高硬度、高耐磨性、高强度等综合性能,还具有比高速工具钢韧性好的特性。用该钢制造的冷挤压模寿命较长。因钢中钼含量较高,其热加工温度范围稍窄,变形抗力较大。此钢易脱碳。

  用途:用于制造冷挤压凹模和上下冲头等。

  生产品种:热轧材、锻材。

 

奥泰特钢从业工具钢合金钢库存销售20年 ,拥有常规库存约800吨。

主营钢种如下:

  1. 热作工具钢:DIN1.2344 (H13)/SKT4/4CrMoSiV1等
  2. 冷做工具钢:D2 /D3/A2/A8/1.2379 等
  3. 塑胶模具钢:1.2311 /1.2312 /P20 /718 /S136 等
  4. 高速工具钢:M2/M42/M35/1.3243
  5. 等合金钢:4140 /4130 /4340/SCM440 /42CrMo4
  6. 碳素钢:1020 /1045/S50C/S55C 等

采购热线:0769-23381757

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