模具鋼,普通鋼,不銹鋼,鐵,銅,鈹銅,鋁,鈦合金等金屬。市場(chǎng)應(yīng)用較多的S136,SKD-11,SKD-61,,DC53,NAK80,8407,718,738,H13,D2,P20,W302,2344等各種國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口的模具鋼材
一、 S136
經(jīng)爐外精煉(VD)+電渣重熔精煉(ESR),組織更純潔細(xì)微,優(yōu)良的耐蝕性、拋光性,良好的耐磨性、機(jī)械加工性,淬硬時(shí)優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性
S136
出廠硬度:
軟性退火至HB 250最高
用途:
● 耐腐蝕、銹蝕對(duì)使用有腐蝕性的PVC、醋酸鹽類等注模原料或必須在潮濕的環(huán)境下工作及存放的模具。[1]
● 耐磨性在使用磨耗較大的注模材料(包括熱固性射出成型模)或要求模具有較長(zhǎng)的工作時(shí)間,如電子零件、舍棄式的餐刀具、器皿等。
● 高光滑度的表面生產(chǎn)光學(xué)產(chǎn)品,如照相機(jī)、太陽(yáng)眼鏡、化學(xué)儀器及塑料制品等。
規(guī)格
產(chǎn)品名稱 |
規(guī)格/mm |
材質(zhì) |
線材模具鋼 |
Ф5.5-30 |
S136 |
冷拉光圓模具鋼 |
Ф3.0-100 |
S136 |
模具鋼鋼帶 |
0.1-5.0*10-1000 |
S136 |
模具鋼熱軋圓鋼 |
Ф14-350 |
S136 |
模具鋼熱軋鋼板 |
1-180 |
S136 |
模具鋼冷軋鋼板 |
0.1-4.0*1220*2440 |
S136 |
模具鋼 |
0.1-180 |
S136 |
牌號(hào)對(duì)照
JIS 日本 ( 日 立 大 同 ) |
ASSAB瑞典 |
AISI美國(guó) |
DIN德國(guó) |
BOHLER奧地利 |
SKS538 |
S-136 |
420ESR |
1.2083 |
M310 |
化學(xué)成分
元素 |
C |
Si |
Mn |
Cr |
V |
S |
含量(%) |
0.38 |
0.8 |
0.5 |
13.6 |
<0.03 |
<0.03
|
優(yōu)點(diǎn)
S136是具有優(yōu)良的耐蝕性的塑膠模具鋼,具有卓越的生產(chǎn)特性,而且更有下列優(yōu)點(diǎn):[2]
較低的維護(hù)費(fèi)用:
S136模具鋼經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后,模穴表面仍然維持原先的光滑狀態(tài)。模具在潮濕的環(huán)境下操作或儲(chǔ)存時(shí),不需要特別的保護(hù)。
較低的生產(chǎn)成本:
模具不因冷卻水的影響而腐蝕,由于有一定的冷卻循環(huán),可增加模具壽命。上列的好處,結(jié)合S136的高耐蝕性,提供了低維護(hù)費(fèi)用和高壽命的模具,達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)S136經(jīng)過(guò)電渣重熔(ESR)精煉,具備純凈而細(xì)微的組織,使模具具有很好的綜合機(jī)械性能,高的
S136成品圖
拋光性能。
用途:
S136能使用與所有的模具,由于其特殊的性質(zhì)材料,更加適合特殊環(huán)境的應(yīng)用和需求。
耐腐蝕、耐應(yīng)變:
對(duì)使用有腐蝕性的PVC醋酸鹽類(ACETATES0)等注塑原料或模具必須在潮濕的環(huán)境下工作及儲(chǔ)存時(shí),S136能抵抗水蒸氣、弱有機(jī)酸、硝酸鹽、碳酸鹽等的腐蝕作用,經(jīng)由S136制成的模具,若在潮濕的環(huán)境中操作,或在正常狀態(tài)下使用腐蝕性的塑膠材料,均不會(huì)生銹而被污染。若回火至250℃而且拋光成鏡面狀態(tài)時(shí),特別能顯示優(yōu)良的耐腐蝕性。
耐磨性:
使用摩擦較大的注塑材料(包含射出成型模)或要求模具有較長(zhǎng)的工作時(shí)間,如電子零件、舍棄式的餐刀具、器皿等。
高光潔度的表面:
生產(chǎn)光學(xué)產(chǎn)品,如照相機(jī)、太陽(yáng)鏡、化學(xué)儀器、注射器、分析儀器及塑膠制品等。
物理性質(zhì)
材料在淬硬后,硬度回火至50HRC,在室溫及高溫下的數(shù)據(jù)。
溫度℃ |
20 |
200 |
400 |
密度Kf/m³ |
7850 |
7800 |
7700 |
彈性系數(shù)N/mm² |
216*10³ |
211*10³ |
191*10³ |
熱膨脹系數(shù)自20℃起 |
— |
11*10­­_6 |
11.4*10_6 |
熱傳導(dǎo)系數(shù)W/m℃ |
16.5 |
21.5 |
23.5 |
比熱J/Kg℃ |
461 |
— |
- |
抗拉強(qiáng)度
試驗(yàn)材料為直徑25mm的圓棒,經(jīng)過(guò)1025℃淬火及二次回火,在不同硬度下的結(jié)果,如表示:
硬度HRC |
55 |
50 |
45 |
抗拉強(qiáng)度N/mm² |
2051 |
1782 |
1430 |
0.2%硬度N/mm² |
1610 |
1460 |
1280 |
斷面收縮率(%) |
26 |
29 |
40 |
伸長(zhǎng)率(%) |
8 |
10 |
12 |
焊接
通常工具鋼應(yīng)盡可能避免焊接,因?yàn)槿菀组_(kāi)裂。若做好焊接前的準(zhǔn)備工作,如在焊接部位預(yù)熱,則較容易成功,焊接后必須立即采取下列步驟:
1, 消除應(yīng)力—材料在軟性退火狀態(tài)下焊接時(shí),必須做應(yīng)力消除。
2, 回火—材料在淬—回火狀態(tài)下焊接時(shí),必須做回火處理。
熱處理
退火:
在保護(hù)狀態(tài)下,加熱至780℃然后在爐中以每小時(shí)10℃的速度,冷卻至650℃,然后再于空氣中冷卻。
應(yīng)力消除:
經(jīng)過(guò)粗加工后,必須加熱至650℃,均熱2小時(shí),緩慢冷卻至500℃,然后于空氣中冷卻。
淬硬
預(yù)熱溫度:600—850℃
淬火溫度:980—1050℃
溫度(℃) |
保持時(shí)間(min) |
回火前硬度(HRC) |
980 |
40 |
52±2 |
1025 |
30 |
56±2 |
1050 |
20 |
57±2 |
1100 |
|
|
淬火介質(zhì)
油
在200—550℃的鹽浴爐中等溫淬火,然后在空氣中冷卻。
壓縮空氣
循環(huán)空氣或大氣
研磨
正確的研磨技術(shù),能避免產(chǎn)生裂縫,且能增加工具的壽命。如果材料在低溫回火狀態(tài)下研磨,則在研磨期間變得很敏感,只有柔軟的且開(kāi)放晶粒式的砂輪才能使用,同時(shí)必須有良好的冷卻劑。
拋光
S136在淬硬及回火后的狀態(tài)下,具有非常優(yōu)良的拋光性
1, 使用粒度180—320的砂輪或磨石做初步研磨。
2, 使用粒度400—800的砂紙或粉末研磨。
3, 使用粒度12.6及3μm的鉆石膏,和拋光用的纖維墊。
光蝕刻花
S136有非常均勻地組織,所含的雜質(zhì)非常少,很適合光蝕刻花。
特性
● 優(yōu)良的耐腐蝕性
● 優(yōu)良的拋旋光性
● 優(yōu)良的耐磨性
● 優(yōu)良的機(jī)械加工性
● 淬火時(shí)具有優(yōu)良的穩(wěn)定性
二、SKD-11
SKD11是高耐磨韌性通用冷作模具鋼、高碳高鉻合金工具鋼和真空脫氣精煉鋼,鋼質(zhì)純凈,具有淬透性好、淬火變形量小的良好淬硬性。該鋼經(jīng)球化退火軟化處理,可加工性良好,碳化物顆粒細(xì)小均勻,無(wú)須擔(dān)心淬火開(kāi)裂強(qiáng)化元素鉬、釩的持殊加入。
中文名
SKD-11
屬 性
日本工具鋼牌號(hào)
化學(xué)成分
C碳 1.40-1.60
供貨狀態(tài)
退火態(tài),硬度≤255HBS
功能
SKD-11
SKD11為,日立和大同鋼廠都有生產(chǎn),日立產(chǎn)SKD11商品名為SLD(最新改良版稱作SLD-MAGIC),大同鋼廠商品名為DC11。兩者在大陸均有設(shè)廠,在業(yè)界最為知名,價(jià)格也最高。該鋼是一種在國(guó)際廣泛應(yīng)用的空冷硬化冷作模具鋼。經(jīng)電爐冶煉并經(jīng)電渣重溶,高純凈度,韌性更好,組織均勻,具有良好的高溫強(qiáng)度、韌性與抗高溫疲勞性能,能承受溫度驟變。
高硬度、高耐磨共晶碳化物均勻,韌性好、不易開(kāi)裂,淬火后硬度>62HRC。在525℃氮化處理時(shí)間為20h/30h/60h,氨化層深度0.25mm/0. 30mm/0. 35mm,零件表面硬度1250HV;在570℃氮化處理時(shí)間為2h,氮化層深度10~20μm,零件表面硬度950HV。
化學(xué)成分
Si硅 ≤0.40
Mn錳 ≤0.60
P磷≤0.030
S硫≤0.030
Cr鉻 11.0-13.0
Mo鉬 0.80-1.20
Ni鎳≤0.50
V釩 0.20-0.50
Cu銅≤0.25
對(duì)應(yīng)牌號(hào)
中國(guó)GB標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)Cr12Mo1V、中國(guó)臺(tái)灣cNS 標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)SKD11、德國(guó)DlN標(biāo)準(zhǔn)材料編號(hào)1.26o1、德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)x165CrM0v12、 日本Jis標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)sKD11、韓國(guó)Ks 標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)sTD11、意大利UN1標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)x165CrM0W12KU、瑞典SS標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)2310、西班牙UNE 標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)X160CrM0V12、美國(guó)AISi/sAE標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)D3、俄羅斯roCT 標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)x12M。
特性
1、高溫強(qiáng)度和韌性好,耐磨性較佳,易切削;
2、SKD11是一種有很好強(qiáng)度、韌性及耐熱平衡性的冷模具鋼,近年來(lái)隨著各向同性產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)而日益向高韌性等方面發(fā)展,它可以使模具壽命更長(zhǎng),性能更穩(wěn)定,且易于加工,熱處理變形小。
產(chǎn)品特點(diǎn)
(1)進(jìn)行了真空脫氣精煉,因此內(nèi)部質(zhì)量極為清潔。
(2)機(jī)械加工性良好。
(3)淬透性良好,空冷就能硬化,無(wú)需擔(dān)心淬裂。
(4)熱處理變形非常小,淬火偏差極小,最適合有精度要求的模具。
(5)耐磨性極為優(yōu)秀,最適合用作銹鋼或高硬材料的沖裁模。
(6)韌性良好。
深冷處理
為獲得最高硬度和尺寸穩(wěn)定性,模具在淬火后立即深冷-70攝氏度至-80攝氏度,保持3-4小時(shí),然后再回火處理,經(jīng)深冷處理的工具或模具硬度比常規(guī)熱處理硬度高1-3HRC。 形狀復(fù)雜和尺寸變化較大的零件,深冷處理有產(chǎn)生開(kāi)裂的危險(xiǎn)。
氮化處理
模具或工件氮化處理后,表面形成一層具有很高硬度和一定耐蝕性的硬化組織。
在525℃氮化的處理
工件表面硬度約為1250HV,氮化時(shí)間對(duì)滲層影響如下表所示。氮化時(shí)間(小時(shí)) 20 30 60 滲氮層深度mm 0.25 0.30 0.35
在570℃軟氮化處理
工件表層硬度約為950HV。通常軟氮化處理2小時(shí),硬化層深度可達(dá)到10-20um. 磨削加工模坯或工作在低溫回火狀態(tài),磨削容易產(chǎn)生磨削開(kāi)裂。為防止裂紋發(fā)生應(yīng)采取小的磨削進(jìn)給量多次磨削,同時(shí)輔加良好的水冷條件。
線切割加工形狀復(fù)雜或尺寸較大的模具,最終成行采用線切割加工時(shí),通常會(huì)遇到開(kāi)裂現(xiàn)象發(fā)生。
為防止開(kāi)裂,建議采用氣淬及高溫回火處理,以降低熱處理應(yīng)力,或?qū)δE哌M(jìn)行腔預(yù)加工處理。
熱處理
淬火:先預(yù)熱700~750℃,再加熱至1000~1050℃在靜止空氣中冷卻,如鋼具厚度在6寸以上者加熱至980~1030℃在油中淬硬更佳。
回火:加熱至150~200℃,在此溫度中停留,然后在靜止空氣中冷卻。
硬度:HRC 61以上。
退火:加熱至800~850℃,在此溫度停留1~3小時(shí),在爐中任其漸冷。
鍛制:1050~950℃。
淬火、回火規(guī)范
淬火溫度1010°C,空冷.回火溫度200℃,硬度58~60HRC。
用途
SKD11在鋁、鋅壓鑄用模具材料方面,應(yīng)用最為廣泛,此鋼含有鎢成分之耐高溫高級(jí)合金鋼,適用于熱作,鋁、鎂、鋅、銅合金壓鑄模,切槽刀,剪刀及熱鍛動(dòng)作,塑膠型模,熱作鉸刀,軋刀,一般熱作鍛模,熱螺栓模,熱間各種工具等。
使用方法
1. “淬火+回火”狀態(tài)下使用
2. “淬火+冷處理+回火”狀態(tài)下使用(適于高精度與尺寸穩(wěn)定要求)
3. “淬火+回火+氮化處理”狀態(tài)下使用(適于表面高硬度要求)
4. 鋸切下料時(shí)鋸條速度不宜太快,以25m/min為宜,鋸切效率保持在9cm2/min ~20cm2/min左右。
典型應(yīng)用
1. 用于制作塑料模、剪刀、圓鋸刀、五金沖壓模具、成形軋輥
2. 制作冷作或熱作修整模、滾筒邊、絲紋、線模、變壓器芯沖模、切割鋼皮軋刀、鋼管成形滾筒、特殊成形筒、釘打頭模等。
3. 厚度≤6mm薄鋼板的高效落料模、沖裁模、壓印模
4. 各種剪刀、鑲嵌零件、搓絲模。
5. 耐滑塊冷鐓模具、深拉成形模具、冷擠壓模具。
6. 熱固性樹(shù)脂型摸,一般塑料模具
三、SKD61
SKD61是一種日本牌號(hào)的熱作模具鋼,對(duì)應(yīng)我國(guó)的牌號(hào)(GB/T 1299-2000)是4Cr5MoSi V1,是應(yīng)用最廣的熱作模具鋼。
中文名
SKD61
對(duì)應(yīng)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)
H13
韓國(guó)
STD61
對(duì)應(yīng)德國(guó)牌號(hào)
X40CrMoV5-1(1.2344)
對(duì)應(yīng)英國(guó)牌號(hào)
BH13
介紹
SKD61,。
對(duì)應(yīng)一勝百牌號(hào):8407
對(duì)應(yīng)韓國(guó)牌號(hào):STD61
對(duì)應(yīng)中國(guó)牌號(hào):4Cr5MoSiV1
特性
● 真空脫氣精煉處理鋼質(zhì)純凈。
●球化退火軟化處理,切削加工性能良好。
SKD61圖片
● 強(qiáng)化元素釩,鉬特殊加入,耐磨性極其優(yōu)異。
SKD61具有良好的韌性與抗高溫疲勞性能能承受溫度聚變,適宜在高溫下長(zhǎng)期工作具有良好的切削性能和拋光性能。SKD61經(jīng)電爐冶煉并經(jīng)過(guò)電渣重熔,鋼質(zhì)更純凈、韌性更好。用途適宜制做鋁、鋅、銅合金擠壓模、壓鑄模、熱鍛模、及熱剪切刀片等小規(guī)格陰亮鋼(剝皮、冷拉)材,是制作頂桿、司筒的理想材料 SKD61也適宜制造高產(chǎn)量塑膠模具氮化處理氮化處理可使模具表層獲得很好的硬化層組織,對(duì)于擠壓模具提高耐磨性、抗蝕性,其效果是非常顯著的;對(duì)于壓鑄模具氮化處理可顯著提高,表面抗蝕性有利于制品快速脫模。
SKD61熱作模具鋼具有美麗的金屬光澤,SKD61系列產(chǎn)品有:SKD61頂針、SKD61導(dǎo)柱、SKD61導(dǎo)套、SKD61司筒、SKD61沖針、SKD61浮生銷等精密耐高溫零件如圖所示:
使用
SKD61是一種高碳高鉻合金工具鋼,熱處理后具有很高的硬度及耐磨性,并具有淬透性強(qiáng),尺寸穩(wěn)定性好的特點(diǎn),適宜制作高精度長(zhǎng)壽命冷作模具及熱固成型塑膠模具。常用于制作司筒。
用途
厚度不大于2MM薄板材,高效落料模,沖載模及壓印模。
各種剪刀,鑲嵌刀片,木工刀片。
螺紋軋制模和耐磨滑塊。
冷鐓模具,熱固樹(shù)脂成型模。
深拉成型模,冷擠壓模具。
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)模具。
模具鋼
性能
SKD61硬度:
在熱處理之前SKD61約HRC15~20 (HB200~230)
熱處理后硬度:內(nèi)部HRC40°~45°表面HV1000±100
SKD61的密度是7.85g每立方厘米
TD處理后硬度:內(nèi)部HRC40°~45°表面HV2500以上
成分
SKD61化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))如下(%):
SKD61系列產(chǎn)品
C: 0.32~0.42
Si: 0.8~1.2
Mn: ≤0.50
Cr: 4.50~5.50
Mo: 1.00~1.50
V: 0.8~1.2, P>
S: ≤0.03
P:≤0.03
熱處理
淬火:
第一階段預(yù)熱:500~550℃
第二階段預(yù)熱:750~800℃
吹風(fēng)冷卻或高壓氣體冷卻等,100~150℃入回火爐。
回火:
預(yù)熱:300~350℃
回火加熱:550~680℃
空氣冷卻到室溫,回火三次。淬火溫度1000~1050度,硬度50~55HRC,熱處理變形小,表面可滲氮氮化處理,使加工出來(lái)的產(chǎn)品具有更好的耐磨性。
深冷處理
為獲得最高的硬度和尺寸穩(wěn)定性,模具在淬火后立即深冷-70至-80℃,保持3-4小時(shí),然后在回火處理,經(jīng)深冷處理的工具或模具硬度比常規(guī)熱處理硬度高1-3HRC。形狀復(fù)雜及尺寸變化較大的零件,深冷處理有生產(chǎn)開(kāi)裂的危險(xiǎn)
氮化處理
模具或工件經(jīng)強(qiáng)化處理后,表面形成一層具有很高硬度和一定耐腐蝕性的硬化層組織。
各國(guó)牌號(hào)
中國(guó)商品名:4Cr5MoSiV1
美國(guó)商品名:H13
德國(guó)商品名:X40CrMoV51
日本日立商品名:DAC
日本大同商品名:DHA1
力學(xué)性能
硬度 :退火,235~205HB,淬火,≥50HRC
四、DC53
簡(jiǎn)介
DC53是日本大同特殊鋼對(duì)SKD11進(jìn)行改良的新型冷作模具鋼,其技術(shù)規(guī)范載于日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)G4404。它克服了SKD11高溫回火硬度和韌性不足的弱點(diǎn),將在通用及精密模具領(lǐng)域全面取代SKD11的高強(qiáng)韌性通用冷作模具鋼。
在熱處理適當(dāng)?shù)那闆r下強(qiáng)度、韌性都很優(yōu)秀,高溫回火硬度可達(dá)到62~63HRC。
DC53的韌性在冷作模具鋼中較為突出,用DC53制造的工具很少出現(xiàn)裂紋和開(kāi)裂,大大提高了使用壽命。
線切割加工后的殘余應(yīng)力,經(jīng)高溫回火減少了殘余應(yīng)力。因此,大型模具和要求精密之模具在線切割加工后的裂紋和變形得到抑制。
實(shí)用特性:
在線切割加工上之優(yōu)點(diǎn)
用途
1.沖裁模具、冷作成型模具、冷拉模具
2.成型軋輥、沖頭
●精密沖壓模 。
●線切割加工的精密沖裁模及各種用途沖壓模 。
●難加工材料的塑性變形用工具 。
●冷鍛、深拉和搓絲用模 。
其他
●高速?zèng)_裁沖頭、不銹鋼板沖頭 。
●出廠狀態(tài):HB255
化學(xué)成分
碳 C :1.00
硅 Si:0.91
錳 Mn:0.32
鉻 Cr:8.00
鉬 Mo:2.00
釩 V:0.28
磷 p:0.007
基本性能
DC53常規(guī)熱處理?xiàng)l件下,殘余奧氏體幾乎全部分解,一般可省略深冷處理,在較強(qiáng)硬度下仍可保持較高的韌性。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
一
DC53經(jīng)1040℃ 淬火和520~530℃高溫回火后,硬度HRC可達(dá)62~63,是目前常用的冷作模具鋼中最高的,且切削性、磨削性較好,電加工變質(zhì)層殘余應(yīng)力小,殘余奧氏體極少,碳化物細(xì)小并分布均勻。
因模具受力情況較復(fù)雜,有些模具工作零件需具備一些特殊的力學(xué)性能,若按標(biāo)準(zhǔn)的熱處理工藝往往無(wú)法達(dá)到理想的工作性能要求,需通過(guò)熱處理對(duì)硬度、韌性和耐磨性等基本特性作適當(dāng)調(diào)整,以達(dá)到模具最佳工作狀態(tài).淬火溫度和回火溫度則是熱處理的主要工藝參數(shù),本文著重研究DC53的回火特性。
二
實(shí)驗(yàn)中,對(duì)DC53熱處理規(guī)范略作一些變化,適當(dāng)調(diào)整了淬火溫度,回火溫度取6檔,即100℃ ,200℃ ,300℃ ,400℃ ,500℃ ,600℃。100℃回火選用101-2型干燥箱進(jìn)行加熱,其余采用SX-25-12型箱式電阻爐加熱,每個(gè)回火溫度取兩個(gè)試樣。
硬度測(cè)試選用金屬洛氏硬度試驗(yàn),在常溫下進(jìn)行,采用HBRVU-187.5型布洛維光學(xué)硬度計(jì)。
沖擊試驗(yàn)采用10mm×10mm×55mm無(wú)缺口試樣,在JB30B沖擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,沖擊能量為0.3 KN.m或0.15 KN.m。
結(jié)果分析
⒈硬度值
對(duì)每個(gè)試樣各取3個(gè)不同位置點(diǎn)測(cè)硬度,得出各回火溫度下的硬度值,綜合各試樣的硬度值,DC53在100~500℃回火時(shí),硬度值變化并不大;在400℃中溫回火時(shí)硬度略高,標(biāo)準(zhǔn)熱處理回火后的硬度峰值一般在520℃左右;在600℃ 高溫回火后,硬度大幅下降,平均HRC硬度值僅為52.4,故回火溫度不宜太高。
⒉沖擊韌性
回火后,磨去試樣表面的氧化脫碳層,測(cè)出不同回火溫度下各試樣的沖擊值,綜合各試樣的沖擊值,DC53在200℃回火時(shí),平均沖擊值達(dá)到60 J/cm2以上.在500℃回火時(shí),沖擊韌性較差,表現(xiàn)出一定的高溫回火性.600℃以上回火沖擊韌性很好,但硬度大為下降,達(dá)不到使用要求.
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,DC53總體回火穩(wěn)定性較好,在一定回火溫度范圍內(nèi),硬度和沖擊值變化不大;在400~500℃回火時(shí)韌性大幅度下降,出現(xiàn)回火脆性現(xiàn)象;在600℃回火時(shí),試樣的韌性很高,沖擊值達(dá)到85 J/cm2,但硬度大幅下降.在生產(chǎn)中,對(duì)于一些硬度、耐磨性要求不太高而韌性要求較高的冷作模具可采用高溫回火;對(duì)硬度要求較高,同時(shí)又要具有較高韌性的冷作模具,宜采用200℃左右的低溫回火.其他回火溫度下的硬度和沖擊值可采用合適的計(jì)算方法(如插值法、函數(shù)逼近等)預(yù)測(cè),再用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.淬火態(tài)試樣中碳化物呈斷續(xù)細(xì)帶狀分布,200℃回火后碳化物呈均勻分布,且組織內(nèi)幾乎不存在大塊狀碳化物,故韌性較好.從斷口形貌看,200℃回火組織斷口的解理臺(tái)階遠(yuǎn)少于淬火態(tài)試樣,5000倍金相中的斷口有一些小而淺的韌窩,顯示其有一定的韌性.回火后,殘余奧氏體轉(zhuǎn)變較充分,碳化物細(xì)小并分布均勻,使韌性增加.
結(jié)論
⒈適當(dāng)調(diào)整淬火溫度后,DC53在200℃回火時(shí)硬度和沖擊韌性都較高;在400~500℃ 回火時(shí)硬度較高,韌性大幅度下降;在600℃ 回火時(shí)沖擊韌性很高,硬度顯著下降.
⒉形狀復(fù)雜的精密沖模、修整模、冷軋輥輪等工模具宜采用低溫回火工藝,以使模具工作零件獲得高硬度、高韌性、耐磨性好、強(qiáng)度高,可有效延長(zhǎng)模具壽命,防止過(guò)度磨損、變形、開(kāi)裂等早期失效現(xiàn)象.
⒊受沖擊載荷較大的復(fù)雜模具可采用低淬高回工藝,以得到較高的沖擊韌性,防止模具產(chǎn)生脆性斷裂現(xiàn)象
力學(xué)性能
硬度 :退火,255~210HB,淬火,≥62HRC
主要特性
(1)被切削性,被研磨性良好。 被切削性,被研磨性皆比SKD11優(yōu)秀,所以加工工具壽命較長(zhǎng),加工工時(shí)數(shù)較省。
(2)在熱處理上之優(yōu)點(diǎn) 淬火硬化能比SKD11高,所以可改善真空熱處理時(shí)硬度不足之缺陷。
(3)在線切割加工上之優(yōu)點(diǎn) 藉高溫回火可減輕殘留應(yīng)力及消除殘留沃斯田鐵,能防止線切割加工產(chǎn)生龜裂、變形之困擾。
(4)在表面硬化處理上之優(yōu)點(diǎn) 表面硬化處理后表面硬度比SKD11高,因此可提高模具性能。
(5)在修補(bǔ)焊接作業(yè)上之優(yōu)點(diǎn) 由于預(yù)熱及后熱溫度均比SKD11低,所以修補(bǔ)焊接作業(yè)較簡(jiǎn)便。 特點(diǎn):通用冷作模具鋼,高硬度,高韌性DC53模具鋼
主要用途
高溫回火后可達(dá)HRC63,有利于線切割加工的精密沖裁模及各種用途沖壓模 。
難加工材料的塑性變形用工具 。
冷鍛、深拉和搓絲用模 。
高速?zèng)_裁沖頭、不銹鋼板沖頭
五、NAK80
日本大同制鋼株式會(huì)社之專利鋼-NAK80是預(yù)硬塑膠模具鋼。出廠硬度可以達(dá)到HRC37-43.有很好的拋光性能與雕飾性,放電加工性佳·使用在鏡面拋光模具,防灰塵,電視機(jī)濾光板,化妝品盒,精密皺紋加工模具,辦公自動(dòng)化設(shè)備,汽車零件放電加工模具,厚度不大于2MM薄板材,高效落料模,沖載模及壓印模, 各種剪刀,鑲嵌刀片,木工刀片, 螺紋軋制模和耐磨滑塊, 冷鐓模具,熱固樹(shù)脂成型模, 深拉成型模,冷擠壓模具。
中文名
NAK80
研發(fā)公司
日本大同制鋼株式會(huì)社
類 型
專利鋼
產(chǎn) 品
預(yù)硬塑膠模具鋼
作 用
沖載模及壓印模
硬 度
HRC37-43
NAK80
開(kāi)裂原因
NAK80模具鋼是大家一直看好的鋼材,影響NAK80模具鋼熱處理開(kāi)裂的因素,大體上可歸納為模具結(jié)構(gòu)、模具材料和熱處理等幾個(gè)方面。這些因素通過(guò)對(duì)熱處理內(nèi)應(yīng)力的作用,促使裂紋產(chǎn)生。要防止熱處理開(kāi)裂,就必須全面考慮各方面的因素。
特點(diǎn)
●無(wú)需熱處理,拋光性極佳,切削性,蝕花性佳
● 真空脫氣精煉處理鋼質(zhì)純凈。
● 球化退火軟化處理,切削加工性能良好。
● 強(qiáng)化元素釩,鉬特殊加入,耐磨性極其優(yōu)異。
化學(xué)成分
元素 |
C |
Si |
Ni |
Mn |
Mo |
Cu |
AI |
Cr |
Fe |
含量 |
0.15 |
0.3 |
3.0 |
1.5 |
0.3 |
1.0 |
1.0 |
0.3 |
其他都是鐵 |
用途
一般用在鏡面拋光模具,防灰塵,電視機(jī)濾光板,化妝品盒,精密皺紋加工模具,辦公自動(dòng)化設(shè)備,汽車零件放電加工模具。透明產(chǎn)品或要求光潔度的產(chǎn)品,如家庭、汽車、相機(jī)、電腦等用品上的透明產(chǎn)品模具。
● 厚度不大于2MM薄板材,高效落料模,沖載模及壓印模。
● 各種剪刀,鑲嵌刀片,木工刀片。
模具材料庫(kù)存 (4張)
● 螺紋軋制模和耐磨滑塊。
● 冷鐓模具,熱固樹(shù)脂成型模。
● 深拉成型模,冷擠壓模具
高溫性質(zhì)
機(jī)械性能 |
測(cè)試溫度(℃) |
100 |
200 |
300 |
抗拉強(qiáng)度(Ksi) |
- |
145 |
143 |
斷面縮率(%) |
- |
38.5 |
40.1 |
伸長(zhǎng)率 |
- |
15.9 |
16.0 |
沖擊值 |
1.8 |
3.6 |
3.5 |
硬度(HV) |
395 |
375 |
360 |
加工方法
機(jī)械加工
切削工具
NAK80具有較高的硬度、切削阻力比其他鋼種大,建議使用高速鋼-M2(SKH9)或超硬合金-P40工具。
鉆孔加工
鉆孔加工時(shí),所鉆孔徑越大,切削速度要越小。螺旋溝如果比標(biāo)準(zhǔn)小、長(zhǎng)度短,將降低工具斷裂的危險(xiǎn)性。
銑床加工
進(jìn)給量以0.06m/l為標(biāo)準(zhǔn),如果進(jìn)給量太大時(shí),會(huì)降低工具壽命。
刨床加工
推薦用超硬合金刨刀,對(duì)于超硬合金刨刀,要使工具后斜角約8℃,前間隙角10℃以下,這樣可獲得較佳的結(jié)果;NAK80為析出硬化型預(yù)硬鋼,硬度為40HRC左右,無(wú)需再熱處理,可直接使用。
固溶處理
其目的在使合金成份均勻地固溶于奧氏體中。因不是淬火硬化,故不需很快的冷卻速度,因此不會(huì)有很大的殘留內(nèi)應(yīng)力。
析出硬化處理
升溫并保持相當(dāng)時(shí)間,鎳、鋁、銅等金屬間化合物析出,使材料硬化。因不須靠淬火硬化,故無(wú)所謂一般鋼料的質(zhì)量效果問(wèn)題,即使較厚的鋼料也可獲甚均勻之?dāng)嗝嬗捕确植肌?/SPAN>
焊接性能
焊接處及熱影響區(qū)均不會(huì)硬化,硬度稍低于母材(已析出硬化),但焊接后再施予500℃*5小時(shí)之析出硬化處理即可恢復(fù)硬度。
研磨加工性
NAK80較其他鋼種容易達(dá)到鏡面要求,是因?yàn)橐韵聝牲c(diǎn):
(1) 因雙重熔融精煉而使針孔減至最少。
(2) 因?yàn)槭堑吞嘉龀鲇不,而具有?xì)致及均勻地顯微組織。在研磨和拋光之前,表面須先達(dá)到所要求的平面度、直線度,及正確的形狀尺寸等。
(a) 使用完整系列的研磨材料,必須由粗到細(xì),依規(guī)定使用,不可跳級(jí)研磨。
(b) 每一次的研磨和拋光方向應(yīng)與前一次所留下的痕跡方向垂直。
(c) 除非前一級(jí)研磨所留下的痕跡完全除去而且光亮,不得使用下一級(jí)的砂紙,否則針孔可能會(huì)在拋光后出現(xiàn)。
(d) 使用的研磨料顆粒要均勻。
(e) 使用顆粒尺寸較針孔小的研磨料來(lái)除去針孔。
(f) 使用較工件軟的研磨或拋光工具。
(g) 如果使用砥石,應(yīng)選用較軟,而且先制成與要研磨表面的形狀相配合的形狀。
(h) 如果工作暫停,而半成品工件必須放置一段時(shí)間,則其表面必須清潔干凈,并存放于干燥的地方
拋光加工時(shí):
(1) 拋光的目的是使表面光亮而具有光澤,并不是去除針孔或?qū)⒈砻婺テ健?/SPAN>
(2) 拋光應(yīng)該快而輕,表面的不平度須在拋光前即減至最低。
(3) 針孔和其他鏡面處理上的問(wèn)題,通常都因不正確的研磨和拋光過(guò)程而造成,應(yīng)多加注意。 NAK80的
研磨與拋光條件
一般的研磨與拋光順序如下:
砥石研磨*(由粗→細(xì):#46—#80—#120—#150—#220—#320—#400)→砂紙研磨加工(#220—#280—#320—#400—#600—#800—#1000—#1200—#1500)→鉆石膏(15μm—9μm—6μm—3μm—1μm)
*加工后應(yīng)避免再用銼刀銼,因會(huì)使表面粗糙。
蝕花加工性:
蝕花加工性能優(yōu)異,比NAK55更佳。
NAK80的蝕花方法與其他現(xiàn)用的模具鋼蝕花方法相同,以下為一蝕花條件的實(shí)例。
蝕液:FeCL3+HNO3(三氯化鐵+硝酸)
溫度:42℃
制程:浸漬
時(shí)間: 10″ 30″ 15″=HND6
放電加工性
放電加工面不會(huì)硬化,不產(chǎn)生硬化層。加工面平整細(xì)密很漂亮,有時(shí)可代替蝕花加工(線切割面亦然)。
放電加工之條件
使用機(jī)種 |
DLAX250 DE 150S |
加工電流 |
2A—4.5A |
加工液壓 |
200mmHg |
加工深度 |
20mm |
加工電壓 |
80—100V |
電極 |
銅,電極消耗1%以下 |
深冷處理
為獲得最高的硬度和尺寸穩(wěn)定性,模具在淬火后立即深冷-70至-80℃,保持3-4小時(shí),然后在回火處理,經(jīng)深冷處理的工具或模具硬度比常規(guī)熱處理硬度高1-3HRC。形狀復(fù)雜及尺寸變化較大的零件,深冷處理有生產(chǎn)開(kāi)裂的危險(xiǎn)
氮化處理
模具或工件經(jīng)氮化處理后,表面形成一層具有很高硬度和一定耐腐蝕性的硬化層組織。
性能比較
NAK80除具有NAK55的各種特性之外,還有下列特點(diǎn)。
1,鏡面研磨性極其良好。
2, 放電加工表面細(xì)致、美觀,因此,可取代梨皮蝕花。
用途比較:
NAK80與NAK55相比,適用于重視下列性能場(chǎng)合:
1, 透明品等重視鏡面研磨性時(shí)
六、8407
8407是鉻、鉬、釩合金工具鋼,采用特殊煉鋼技術(shù)和嚴(yán)密質(zhì)量控制得到的純度高且組織微細(xì)的鋼材,8407的等向性(各向同性)要比一般傳統(tǒng)煉制的H13更佳。
中文名
8407
優(yōu) 點(diǎn)
優(yōu)良的耐熱沖擊和抗龜裂能力
組 件
錫鉛鋅合金 HRC 鋁鎂合金 HRC
主要用途
用于各種金屬壓鑄模具
8407特性
8407模具鋼
對(duì)應(yīng)中國(guó):SKD61ESR[1] 這對(duì)于模具的抗機(jī)械疲勞及熱應(yīng)力疲勞性能更具價(jià)值,如壓鑄模具、鍛造模具及擠型模具等。因此采用8407的模具硬度可比普通H13提高1-2HRC而不會(huì)犧牲韌性。硬度高可以減緩熱龜裂的發(fā)生,提高模具壽命。
優(yōu)點(diǎn)
·優(yōu)良的耐熱沖擊和抗龜裂能力
·高溫強(qiáng)度高
·不論大小尺寸,韌性及延展性高高且各向同性
·加工性及拋光性優(yōu)良
·優(yōu)良的淬透性
·良好的熱處理尺寸穩(wěn)定性
組件
錫鉛鋅合金 HRC 鋁鎂合金 HRC 銅合金 HRC 壓鑄模 46-50 42-48 (QRO-90 S) 嵌入件 46-52 44-48 (QRO-90 S) 型芯,模仁 46-52 44-48 (QRO-90 S) 澆口 48-52 46-48 (QRO-90 S) 噴嘴 35-42 42-48 (QRO-90 S) 頂針(氮化) 46-50 46-50 46-50 柱塞,套筒 42-46 42-48 (QRO-90 S) 淬硬溫度℃ 1020 一千二十 1050
主要用途
8407主要用于各種金屬壓鑄模具,擠壓模具,高品質(zhì)要求塑膠模具.如:發(fā)動(dòng)機(jī)模具,汽車車燈模具等.
化學(xué)成份
元素 |
C |
Cr |
Mn |
Mo |
Si |
V |
百分比 |
0.38 |
5.3 |
0.4 |
1.3 |
1.0 |
0.9 |
8407熱處理、淬火及其研磨 技術(shù)
球化退火
將模具鋼材在保護(hù)環(huán)境中加熱至850℃,均熱后,于爐中以10℃/h的速度冷卻到600℃,再于空氣中冷卻。
去應(yīng)力回火
模具鋼材經(jīng)粗加工,須將模具鋼材加熱到650℃,均熱2小時(shí)后,在爐中冷卻至550℃,再于空氣中冷卻。
模具圖片
淬火
|
預(yù)熱 |
600~800 |
溫度℃ |
淬火 |
980~1080 |
常用 |
1020 |
|
均熱時(shí)間min |
淬火硬度HRC |
|
980 |
45 |
50±3 |
1050 |
30 |
53±3 |
1080 |
15 |
55±3 |
均熱時(shí)間的計(jì)算方式以鋼材中心達(dá)到淬火溫度開(kāi)始計(jì)算 |
|
|
淬火介質(zhì)
循環(huán)空氣或氣體;
噴吹空氣或真空;
在200~550℃等溫1~100分鐘再空冷;
油冷。
注:①鋼材冷卻到70~100℃時(shí)應(yīng)立即回火。
②為了使模具獲得最適當(dāng)?shù)男阅,在保證沒(méi)有嚴(yán)重變形或破裂的情況下,淬火冷卻速度應(yīng)愈快愈好。
回火
回火至少兩次,時(shí)間2小時(shí)以上,最低回火溫度180℃,每次回火后必須冷至室溫。回火時(shí)應(yīng)避開(kāi)425~525℃之間的回火脆性區(qū)。
建議
壓鑄模的硬度控制在48HRC以下,并在生產(chǎn)2000~10000件時(shí),再補(bǔ)加一次回火或補(bǔ)焊。 經(jīng)過(guò)放電加工后,要進(jìn)行回火。 模具設(shè)計(jì)時(shí)要盡量采用較大的圓角,避免應(yīng)力集中。 熱處理時(shí)尺寸的變化:樣品大小為100*100*25mm
淬火變化
|
|
寬% |
長(zhǎng)% |
厚% |
1000℃油淬 |
最小 |
-0.08 |
-0.06 |
0.00 |
最大 |
-0.02 |
-0.05 |
+0.05 |
|
1020℃空冷 |
最小 |
-0.15 |
-0.16 |
+0.30 |
最大 |
+0.03 |
+0.02 |
+0.05 |
|
氮化
為了使模具表面具有更好的耐磨性,可以對(duì)模具進(jìn)行氮化處理,在模具表面生成一層較硬的氮化層。在525℃下氮化,表面硬度可達(dá)1000~1250HV。
氮化溫度℃ |
氮化時(shí)間h |
硬化層深度mm |
525 |
20 |
0.20 |
525 |
30 |
0.25 |
525 |
60 |
0.30 |
在575℃時(shí)軟氮化2小時(shí),表面硬度可達(dá)950~1000HV,硬化層深度為0.01~0.02mm.
研磨
正確的研磨技術(shù)能避免裂紋的產(chǎn)生,并且增加工具的壽命。如果材料是在低溫回火的狀態(tài)下研磨,則裂紋敏感性很高。只有經(jīng)過(guò)削邊、柔軟的及開(kāi)放晶粒式的砂輪,才能使用,并要適當(dāng)?shù)难心ニ俣燃傲己玫睦鋮s劑。
放電加工
如果材料在淬-回火狀態(tài)下放電加工,則工具必須在低于原先回火25℃的溫度下,做進(jìn)一步的回火。
規(guī)格
產(chǎn)品名稱 |
規(guī)格/mm |
材質(zhì) |
線材模具鋼 |
Ф5.5-30 |
8407 |
冷拉光圓模具鋼 |
Ф3.0-100 |
8407 |
模具鋼 |
Ф3.0-350 |
8407 |
模具鋼鋼帶 |
0.1-5.0*10-1000 |
8407 |
模具鋼熱軋圓鋼 |
Ф14-350 |
8407 |
模具鋼熱軋鋼板 |
1-180 |
8407 |
模具鋼冷軋鋼板 |
0.1-4.0*1220*2440 |
8407 |
模具鋼 |
0.1-180 |
8407 |
七、718
瑞典一勝百生產(chǎn)的718塑料模具鋼具有優(yōu)秀的機(jī)械性能和可加工性,加工工藝簡(jiǎn)單,因此被廣泛用于模具的加工生產(chǎn)行業(yè)。另外718模具鋼經(jīng)過(guò)特殊的生產(chǎn)工藝在出廠的時(shí)候已經(jīng)預(yù)硬到了41~47HRC的硬度,可以減少部分工程中的熱處理環(huán)節(jié),提高經(jīng)濟(jì)效益。
外文名
718
產(chǎn) 地
瑞典
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
一勝百標(biāo)準(zhǔn)
出廠狀態(tài)
預(yù)硬
分 類
模具鋼
主要用途
塑料模具
簡(jiǎn)介
718模具鋼,我國(guó)牌號(hào)3Cr2NiMo是在P20(3Cr2Mo)改進(jìn)型鋼號(hào),品
718模具鋼圖片
質(zhì)上有較大改進(jìn),使之填補(bǔ)P20模具鋼材的不足,滿足P20模具鋼材達(dá)不到要求的場(chǎng)合。目前在我國(guó)模具鋼材市場(chǎng)上出現(xiàn)的鋼號(hào)除上述中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)外還有P20+Ni。瑞典的718,718H(ASSAB)、PX5\PX4(日本大同特鋼),GS-711、GS-738、GS-312、GS-318(德國(guó)蒂森),奧地利的M238 ECOPLUS(百祿公司)、CS718中(國(guó)長(zhǎng)城特鋼)、SWP20(上海五鋼公司)等,因此除了不能用于有耐腐蝕性要求的塑料模具零件外,目前是應(yīng)用最廣泛的通用型塑料模具鋼材的典型鋼號(hào)。通常被稱作“高級(jí)”塑料模具鋼材,新研制的新鋼種往往以它作為對(duì)比的典型。
出廠狀態(tài):ASSAB 718 HB:290-310
交貨狀態(tài):鋼材以退火狀態(tài)交貨。經(jīng)雙方協(xié)議,也可以不退火狀態(tài)交貨。
718鋼是瑞典一勝百預(yù)硬型鏡面防酸塑料模具鋼。該鋼經(jīng)預(yù)硬化處理, 材質(zhì)均勻.潔凈度高. 具有極佳的拋光性能及光刻花性。還具有高的淬透性, 良好的電加工性能和皮紋加工性能。預(yù)硬鋼不須淬火也可用于模膛,凸緣可施行火焰硬化, 可將硬度提高到52HRC。[1]
該鋼具有良好的可加工性和耐磨損性, 硬度分布均一。還具有良好的拋光性能, 加工工藝簡(jiǎn)單, 價(jià)格適中,因此用量較大。
對(duì)應(yīng)鋼號(hào)
我國(guó)GB標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)3Cr2NiMo;德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)材料鋼號(hào)1.2738;瑞典一勝百ASSAB標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)718;美國(guó)AISI/SAE標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)P20+Ni;日本JS標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)SNCM優(yōu)化;國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織ISO標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)35CrMo2。
用途
718模具鋼用途與P20類型模具鋼材相同,但由于淬透性更好,性能更優(yōu)越,可以制作尺寸大的、高檔次的塑料模具成形零件。隨著塑料模具的發(fā)展,會(huì)有更多更好更新的改進(jìn)型模具鋼號(hào)出現(xiàn),我國(guó)寶鋼的B30H即為一例。
熱塑性塑膠注塑模具,擠壓模具。
模具鋼
熱塑性塑料吹塑模具。
重載模具主要部件。
冷結(jié)構(gòu)制件。
常用于制造電視機(jī)殼,洗衣機(jī),冰箱內(nèi)殼,水桶等。
特性
用于大型長(zhǎng)壽命塑膠注塑模,如家電制品、電腦外殼等模具。高表面光潔度的塑膠制品模具吹塑模由于硬度高,可用于塑膠模具中的滑塊成型工具;視生產(chǎn)需要可施加火焰硬化或氮化處理的模具零件。 鋼材種類: 預(yù)硬塑料模具鋼材 鋼材特長(zhǎng): 拋光 ,電蝕,焊補(bǔ)性與切削加工性良好 出廠狀態(tài): 經(jīng)硬化及回火至HB290-330
真空脫氣精煉處理鋼質(zhì)純凈,適合要求拋光或蝕紋加工塑膠模。
預(yù)硬狀態(tài)供貨,無(wú)需在熱處理可直接用于模具加工,縮短工期。
經(jīng)鍛軋制加工,組織致密,100%超聲波檢驗(yàn),無(wú)氣孔,針眼缺陷。
應(yīng)用舉例
a) 大型模具的型板,高表面要求家用電器。
b) 適用大型鏡面塑料模具,如汽車、家電、音像產(chǎn)品等。
c) 可用于鏡面拋光度要求的塑膠模具,適合PA、POM、PS、PE、PP、ABS塑料的注塑模、吹塑模。
d) 高拋光度及高要求模具型腔。
718模具鋼
化學(xué)成分
元素 |
C |
Si |
Mn |
Mo |
Cr |
Ni |
標(biāo)準(zhǔn) |
含量(%) |
0.28~0.40 |
0.20~0.80 |
0.60~1.00 |
0.30~0.55 |
1.40~2.00 |
0.80~1.20 |
YB/T127-1997 |
加硬處理
為提高模具壽命達(dá)到80萬(wàn)模次以上,可對(duì)預(yù)硬鋼實(shí)施淬火加低溫回火的加硬方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。淬火時(shí)先在500-600℃預(yù)熱2-4小時(shí),然后在850-880℃保溫一定時(shí)間(至少2小時(shí)),放入油中冷卻至50-100℃出油空冷,淬火后硬度可達(dá)50-52HRC,為防止開(kāi)裂應(yīng)立即進(jìn)行200℃低溫回火處理,回火后,硬度可保持48HRC以上
氮化處理
氮化處理可得到高硬度表層組織,氮化后的表層硬度達(dá)到650-700HV
(57-60HRC)模具壽命可達(dá)到100萬(wàn)次以上,氮化層具有組織致密,光滑特點(diǎn),模具的脫模性及抗?jié)窨諝饧皦A液腐蝕性能提高。
淬火回火
淬火溫度840~870°C, 回火溫度 200~500°C, 硬度 50 ~55HRC
材料性能
物理性能
(試樣硬度 340HBW, 在室溫及高溫條件下)
1) 溫度 20°C/200°C/400°C, 密度 7. 8g/cm/7.75g/cm/7. 7g/cm。
2) 溫度 20~200°C/20 ~400°C, 線脹系數(shù): 12.6 ×10K/13.5×10K。
3) 溫度20°C/200°C/400°C,熱導(dǎo)率29.0W·(m·K)/29.5W·(m·K)/31.0W·(m·K)
4) 溫度 20°C/200°C/400°C, 彈性模量:205000MPa/200000MPa/185000MPa
力學(xué)性能
(試樣硬度 340HBW)
1) 溫度 20°C/200°C/400°C, 抗拉強(qiáng)度1100MPa/1050MP8/850MPa。
2) 溫度 20°C/200°C/400°C, 條件屈服強(qiáng)度980MPa/925MPa/770MPa。
3) 溫度 20°C/200°C/400°C, 斷面收縮率49%/51%/52%
4) 溫度 20°C/200°C/400°C, 伸長(zhǎng)率 13%/14%/16%
5) 溫度20°C/200°C/400°C,沖擊韌度 (≥) 20J/cm/32J/cm/42J/cm[2]
臨界溫度
臨界點(diǎn) |
Ac1 |
Ac3 |
Ar1 |
Ar3 |
Ms |
Mf |
溫度(近似值)/℃ |
770 |
825 |
640 |
755 |
335 |
180 |
膨脹系數(shù)
溫度/℃ |
18~100 |
18~200 |
18~300 |
18~400 |
18~500 |
18~600 |
18~700 |
線(膨)脹系數(shù)/C |
11.9×10 |
12.20×10 |
12.50×10 |
12.81×10 |
13.11×10 |
13.41×10 |
13.71×10 |
熱導(dǎo)率
溫度/℃ |
20 |
100 |
200 |
300 |
400 |
熱導(dǎo)率λ/W·(m·K)-1 |
36.0 |
33.4 |
31.4 |
30.1 |
29.3 |
八、738
1.牌號(hào):738H
2.原產(chǎn)地:德國(guó)
3.出廠狀態(tài):經(jīng)硬化及回火至HB290-330
4.性能:拋光 ,電蝕,焊補(bǔ)性與切削加工性良好
5.用途:適用于復(fù)雜可能變形的模具。
介紹
德國(guó)738H具鋼材,我國(guó)牌號(hào)3Cr2NiMo是在P20(3Cr2Mo)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的P20改進(jìn)型鋼號(hào),品質(zhì)上有 較大改進(jìn),使之填補(bǔ)P20模具鋼材的不足,滿足P20模具鋼材達(dá)不到要求的場(chǎng)合。目前是應(yīng)用最廣泛的通用型塑料模具鋼材的典型鋼號(hào)。通常被稱作“高級(jí)”塑料模具鋼材,新研制的新鋼種往往以它作為對(duì)比的典型。718H模具鋼材可經(jīng)滲碳處理進(jìn)一步改善表面性能。
718H模具鋼材用途與P20類型模具鋼材相同,但由于淬透性更好,性能更優(yōu)越,可以制作尺寸大的、高檔次的塑料模具成形零件。隨著塑料模具的發(fā)展,會(huì)有更多更好更新的改進(jìn)型模具鋼號(hào)出現(xiàn)。
用途
用途:用于大型長(zhǎng)壽命塑膠注塑模,如家電制品、電腦外殼等模具。高表面光潔度的塑膠制品模具吹塑模由于硬度高,可用于塑膠模具中的滑塊成型工具;視生產(chǎn)需要可施加火焰硬化或氮化處理的模具零件。
九、H13
H13屬于熱作模具鋼,是在碳工鋼的基礎(chǔ)上加入合金元素而形成的鋼種,執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T1299—2000。
中文名
H13
牌 號(hào)
4Cr5MoSiV1
數(shù)字代號(hào)
T20502
布氏硬度
HBW10/3000(≤235))
基本信息
H13
統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)T20502;牌號(hào)4Cr5MoSiV1。在中溫(~600°)下的綜合性能好,淬透性高(在空氣中即能淬硬),熱處理變形率較低,其性能及使用壽命高于3Cr2W8V?捎糜谀e戝N鍛模、鋁合金壓鑄模、熱擠壓模具、高速精鍛模具及鍛造壓力機(jī)模具等。
力學(xué)性能
硬度 :退火,245~205HB,淬火,≥50HRC
交貨狀態(tài)
布氏硬度HBW10/3000(≤235))
主要特性
H13鋼是使用最廣泛和最具代表性的熱作模具鋼種,它的主要特性是:[1]
(1)具有高的淬透性和高的韌性;
(2)優(yōu)良的抗熱裂能力,在工作場(chǎng)合可予以水冷;
(3)具有中等耐磨損能力,還可以采用滲碳或滲氮工藝來(lái)提高其表面硬度,但要略為降低抗熱裂能力;
(4)因其含碳量較低,回火中二次硬化能力較差;
(5)在較高溫度下具有抗軟化能力,但使用溫度高于540℃(1000℉)硬度出現(xiàn)迅速下降(即能耐的工作溫度為540℃);
(6)熱處理的變形小;
(7)中等和高的切削加工性;
(8)中等抗脫碳能力。
更為令人注意的是,它還可用于制作航空工業(yè)上的重要構(gòu)件。
生活用途
用途和9CRWMN模具鋼基本相同,但因其釩含量高一些,故中溫(600度)性能比4Cr5MoSiV鋼要好,是熱作模具鋼中用途很廣泛的一種代表性鋼號(hào)。
H13模具鋼用于制造沖擊載荷大的鍛模,熱擠壓模,精鍛模;鋁、銅及其合金壓鑄模。
化學(xué)成分
C |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
V |
P |
S |
0.32~0.45 |
0.80~1.20 |
0.20~0.50 |
4.75~5.50 |
1.10~1.75 |
0.80~1.20 |
≤0.030 |
≤0.03 |
淬火:790度+-15度預(yù)熱,1000度(鹽。┗1010度(爐控氣氛)+-6度加熱,保溫5~15min空冷,550度+-6度 回火;退火、熱加工;
H13鋼是C-Cr-Mo-Si-V型鋼,在世界上的應(yīng)用極其普遍,同時(shí)各國(guó)許多學(xué)者對(duì)它進(jìn)行了廣泛的研究,并在探究化學(xué)成分的改進(jìn)。鋼的應(yīng)用廣泛和具有優(yōu)良的特性,主要由鋼的化學(xué)成分決定的。當(dāng)然鋼中雜質(zhì)元素必須降低,有資料表明,當(dāng)Rm在1550MPa時(shí),材料含硫量由0.005%降到0.003%,會(huì)使沖擊韌度提高約13J。NADCA 207-2003標(biāo)準(zhǔn)就規(guī)定:優(yōu)級(jí)(premium)H13鋼含硫量小于0.005%,而超級(jí)(superior)的應(yīng)小于0.003%S和0.015%P。下面對(duì)H13鋼的成分加以分析。
H13
碳:美國(guó)AISI H13,UNS T20813,ASTM(最新版)的H13和FED QQ-T-570的H13鋼的含碳量都規(guī)定為(0.32~0.45)%,是所有H13鋼中含碳量范圍最寬的。德國(guó)X40CrMoV5-1和1.2344的含碳量為(0.37~0.43)%,含碳量范圍較窄,德國(guó)DIN17350中還有X38CrMoV5-1的含碳量為(0.36~0.42)%。日本SKD 61的含碳量為(0.32~0.42)%。我國(guó)GB/T 1299和YB/T 094中4Cr5MoSiV1和SM 4Cr5MoSiV1的含碳量為(0.32~0.42)%和(0.32~0.45)%,分別與SKD61和AISI H13相同。特別要指出的是:北美壓鑄協(xié)會(huì)NADCA 207-90、207-97和207-2003標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)H13鋼的含碳量都規(guī)定為(0.37~0.42)%。
鋼中含碳量決定淬火鋼的基體硬度,按鋼中含碳量與淬火鋼硬度的關(guān)系曲線可以知道,H13鋼的淬火硬度在55HRC左右。對(duì)工具鋼而言,鋼中的碳一部分進(jìn)入鋼的基體中引起固溶強(qiáng)化。另外一部分碳將和合金元素中的碳化物形成元素結(jié)合成合金碳化物。對(duì)熱作模具鋼,這種合金碳化物除少量殘留的以外,還要求它在回火過(guò)程中在淬火馬氏體基體上彌散析出產(chǎn)生兩次硬化現(xiàn)象。從而由均勻分布的殘留合金碳化合物和回火馬氏體的組織來(lái)決定熱作模具鋼的性能。由此可見(jiàn),鋼中的含C量不能太低。
含5%Cr的H13鋼應(yīng)具有高的韌度,故其含C量應(yīng)保持在形成少量合金C化物的水平上。Woodyatt 和Krauss指出在870℃的Fe-Cr-C三元相圖上,H13鋼的位置在奧氏體A和(A+M3C+M7C3)三相區(qū)的交界位置處較好。相應(yīng)的含C量約0.4%。圖上還標(biāo)出增加C或Cr量使M7C3量增多,具有更高耐磨性能的A2和D2鋼以作比較。另外重要的是,保持相對(duì)較低的含C量是使鋼的Ms點(diǎn)取于相對(duì)較高的溫度水平(H13鋼的Ms一般資料介紹為340℃左右),使該鋼在淬冷至室溫時(shí)獲得以馬氏體為主加少量殘余A和殘留均勻分布的合金C化物組織,并經(jīng)回火后獲得均勻的回火馬氏體組織。避免使過(guò)多殘余奧氏體在工作溫度下發(fā)生轉(zhuǎn)變影響工件的工作性能或變形。這些少量殘余奧氏體在淬火以后的兩次或三次回火過(guò)程中應(yīng)予以轉(zhuǎn)變完全。這兒順便指出,H13鋼淬火后得到的馬氏體組織為板條M+少量片狀M+少量殘余A。經(jīng)回火后在板條狀M上析出的很細(xì)的合金碳化物,國(guó)內(nèi)學(xué)者也作了一定工作。
眾所周知,鋼中增加碳含量將提高鋼的強(qiáng)度,對(duì)熱作模具鋼而言,會(huì)使高溫強(qiáng)度、熱態(tài)硬度和耐磨損性提高,但會(huì)導(dǎo)致其韌度的降低。學(xué)者在工具鋼產(chǎn)品手冊(cè)文獻(xiàn)中將各類H型鋼的性能比較很明顯證明了這個(gè)觀點(diǎn)。通常認(rèn)為導(dǎo)致鋼塑性和韌度降低的含碳量界限為0.4%。為此要求人們?cè)阡摵辖鸹O(shè)計(jì)時(shí)遵循下述原則:在保持強(qiáng)度前提下要盡可能降低鋼的含碳量,有資料已提出:在鋼抗拉強(qiáng)度達(dá)1550MPa以上時(shí),含C量在0.3%-0.4%為宜。H13鋼的強(qiáng)度Rm,有文獻(xiàn)介紹為1503.1MPa(46HRC時(shí))和1937.5MPa(51HRC時(shí))。
查閱FORD和GM公司資料推薦的TQ-1、Dievar和ADC3等鋼中的含C量都為0.39%和0.38%等,相應(yīng)的韌度指標(biāo)等列于表1,其理由可由此管窺所及。
對(duì)要求更高強(qiáng)度的熱作模具鋼,采用的方法是在H13鋼成分的基礎(chǔ)上提高M(jìn)o含量或提高含碳量,這將在后面還會(huì)論及,當(dāng)然韌度和塑性的略為降低是可以預(yù)料的。
2.2 鉻: 鉻是合金工具鋼中最普遍含有的和價(jià)廉的合金元素。在美國(guó)H型熱作模具鋼中含Cr量在2%~12%范圍。在我國(guó)合金工具鋼(GB/T1299)的37個(gè)鋼號(hào)中,除8CrSi和9Mn2V外都含有Cr。鉻對(duì)鋼的耐磨損性、高溫強(qiáng)度、熱態(tài)硬度、韌度和淬透性都有有利的影響,同時(shí)它溶入基體中會(huì)顯著改善鋼的耐蝕性能,在H13鋼中含Cr和Si會(huì)使氧化膜致密來(lái)提高鋼的抗氧化性。再則以Cr對(duì)0.3C-1Mn鋼回火性能的作用來(lái)分析,加入﹤6% Cr對(duì)提高鋼回火抗力是有利的,但未能構(gòu)成二次硬化;當(dāng)含Cr﹥6%的鋼淬火后在550℃回火會(huì)出現(xiàn)二次硬化效應(yīng)。人們對(duì)熱作鋼模具鋼一般選5%鉻的加入量。
工具鋼中的鉻一部分溶入鋼中起固溶強(qiáng)化作用,另一部分與碳結(jié)合,按含鉻量高低以(FeCr)3C、(FeCr)7C3和M23C6形式存在,從而來(lái)影響鋼的性能。另外還要考慮合金元素的交互作用影響,如當(dāng)鋼中含鉻、鉬和釩時(shí),Cr>3%<sup>[14]</sup>時(shí),Cr能阻止V4C3的生成和推遲Mo2C的共格析出,V4C3和Mo2C是提高鋼材的高溫強(qiáng)度和抗回火性的強(qiáng)化相<sup>[14]</sup>,這種交互作用提高該鋼耐熱變形性能。
鉻溶入鋼奧氏體中增加鋼的淬透性。Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si﹑Ni都與Cr一樣是增加鋼淬透性的合金元素。人們習(xí)慣用淬透性因子加以表征,一般國(guó)內(nèi)現(xiàn)有資料[15]還只應(yīng)用Grossmann等的資料,后來(lái)Moser和Legat[16,22]的更進(jìn)一步工作提出由含C量和奧氏體晶粒度決定基本淬透性直徑Dic和合金元素含量確定的淬透性因子(示于圖3中)來(lái)計(jì)算合金鋼的理想臨界直徑Di,也可從下式作近似計(jì)算:
Di=Dic×2.21Mn×1.40Si×2.13Cr×3.275Mo×1.47Ni (1)
(1)式中各合金元素以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示。由該式,人們對(duì)Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si和Ni元素影響鋼淬透性有相當(dāng)明確的半定量了解。
Cr對(duì)鋼共析點(diǎn)的影響,它和Mn大致相似,在約5%的含鉻量時(shí),共析點(diǎn)的含C量降到0.5%左右。另外Si﹑W﹑Mo﹑V﹑Ti的加入更顯著降低共析點(diǎn)含C量。為此可以知道:熱作模具鋼和高速鋼一樣屬于過(guò)共析鋼。共析含C量的降低,將增加奧氏體化后組織中和最后組織中的合金碳化物含量。
鋼中合金C化物的行為與其自身的穩(wěn)定性有關(guān),實(shí)際上,合金C化物的結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性與相應(yīng)C化物形成元素的d電子殼層和S電子殼層的電子欠缺程度相關(guān)[17]。隨著電子欠缺程度下降,金屬原子半徑隨之減小,碳和金屬元素的原子半徑比rc/rm增加,合金C化物由間隙相向間隙化合物變化,C化物的穩(wěn)定性減弱,其相應(yīng)熔化溫度和在A中溶解溫度降低,其生成自由能的絕對(duì)值減小,相應(yīng)的硬度值下降。具有面心立方點(diǎn)陣的VC碳化物,穩(wěn)定性高,約在900~950℃溫度開(kāi)始溶解,在1100℃以上開(kāi)始大量溶解(溶解終結(jié)溫度為1413℃)[17];它在500~700℃回火過(guò)程中析出,不易聚集長(zhǎng)大,能作為鋼中強(qiáng)化相。中等碳化物形成元素W 、Mo形成的M2C和MC 碳化物具有密排和簡(jiǎn)單六方點(diǎn)陣,它們的穩(wěn)定性較差些,亦具較高的硬度、熔點(diǎn)和溶解溫度,仍可作為在500~650℃范圍使用鋼的強(qiáng)化相。M23C6(如Cr23C6等)具有復(fù)雜立方點(diǎn)陣,穩(wěn)定性更差,結(jié)合強(qiáng)度較弱,熔點(diǎn)和溶解溫度較低(在1090℃溶入A中),只有在少數(shù)耐熱鋼中經(jīng)綜合合金化后才有較高穩(wěn)定性(如(CrFeMoW)23C6,可作為強(qiáng)化相。具有復(fù)雜六方結(jié)構(gòu)的M7C3(如Cr7C3、 Fe4Cr3C3或Fe2Cr5C3)的穩(wěn)定性更差,它和Fe3C類碳化物一樣很易溶解和析出,具有較大的聚集長(zhǎng)大速度,一般不能作為高溫強(qiáng)化相[17]。
我們?nèi)詮腇e-Cr-C三元相圖可以簡(jiǎn)便了解H13鋼中的合金碳化物相。按Fe-Cr-C系700℃[18~20]和870℃[9]三元等溫截面的相圖,對(duì)含0.4%C鋼中,隨Cr量增加會(huì)出現(xiàn)(FeCr)3C(M3C)和(CrFe)7C3(M7C3)型合金碳化物。注意在870℃圖上,只有含Cr量大于11%才會(huì)出現(xiàn)M23C6)。另外根據(jù)Fe-Cr-C三元系在5%Cr時(shí)的垂直截面,對(duì)含0.40%C的鋼在退火狀態(tài)下為α相(約固溶1%Cr)和(CrFe)7C3合金C化物。當(dāng)加熱至791℃以上形成奧氏體A和進(jìn)入(α+A+M7C3)三相區(qū),在795℃左右進(jìn)入(A+M7C3)兩相區(qū),約在970℃時(shí),(CrFe)7C3消失,進(jìn)入單相A區(qū)。當(dāng)基體含C量﹤0.33%時(shí),在793℃左右才存在(M7C3+M23C6和A)的三相區(qū),在796℃進(jìn)入(A+M7C3)區(qū)(0.30%C時(shí)),以后一直保持到液相。鋼中殘留的M7C3有阻止A晶粒長(zhǎng)大的作用。Nilson提出,對(duì)1.5%C-13%Cr的成分合金,欠穩(wěn)定(CrFe)23C6不形成[20]。當(dāng)然,單以Fe-Cr-C三元系分析會(huì)有一些偏差,要考慮加入合金元素的影響。
十、D2
D2是一種工具鋼,含碳量達(dá)1.5%,含鉻量達(dá)11.5%,經(jīng)熱處理硬度可達(dá)60HRC。它是一種半不銹鋼,D2鋼具有較好的耐磨性以及適中的韌性,缺點(diǎn)是耐腐蝕性略顯不足,是一種比較適合實(shí)用的鋼材,Bob Dozier很喜歡用D-2。D2鋼材高耐磨、微變形冷作模具鋼,風(fēng)硬工具鋼。D2鋼可用來(lái)制造截面大、形狀復(fù)雜、經(jīng)受沖擊力大、要求耐磨性高的冷作模具鋼,如硅鋼片沖模、冷切剪刀、切邊模等。[1]
綜合評(píng)分:耐磨性2.5分,韌性2.5分,耐腐蝕性2分。
D2前端技術(shù)論壇(Designer & Developer Frontend Technology Forum),簡(jiǎn)稱D2,為國(guó)內(nèi)前端開(kāi)發(fā)者和網(wǎng)站設(shè)計(jì)師提供一個(gè)交流的機(jī)會(huì),一起分享技術(shù)的樂(lè)趣,探討行業(yè)的發(fā)展,以技術(shù)會(huì)友。它是中國(guó)所有前端開(kāi)發(fā)者的節(jié)日,包括前端設(shè)計(jì)師,前端開(kāi)發(fā)工程師,和所有對(duì)前端技術(shù)感興趣的人。
中文名
D2前端技術(shù)論壇
外文名
Designer & Developer Frontend Technology Forum
簡(jiǎn) &am, p;nbs, p; 稱
D2
用戶群體
國(guó)內(nèi)前端開(kāi)發(fā)者和網(wǎng)站設(shè)計(jì)師
基本信息
D2國(guó)際上較廣泛應(yīng)用的高碳高鉻冷作模具鋼,屬萊氏體鋼,具有高的淬透性、淬硬性和高的耐磨性;高溫抗氧化性能好,淬火和拋光后抗銹蝕能力好,熱處理變形小。
模具鋼
化學(xué)成份
化學(xué)成份:
鋼材 |
碳C |
鉻Cr |
鈷Co |
氮N |
錳Mn |
鉬Mo |
鎳Ni |
磷P |
硅Si |
硫S |
鎢W |
釩V |
HRC |
D2 |
1.50 |
12.00 |
- |
0.30 |
0.60 |
1.00 |
0.30 |
0.03 |
0.60 |
0.03 |
- |
1.00 |
60 |
(以上數(shù)據(jù)是平均值,單位%)[1]
C |
Si |
Mn |
S |
P |
Cr |
Ni |
Cu |
V |
Mo |
1.40-1.6 |
0.6 |
0.6 |
0.03 |
0.03 |
11.5-13 |
0.25 |
0.30 |
1.00 |
0.70 |
硬度
退火 ≤255HB,壓痕直徑≥3.8mm;
淬火 ≥59HRC
熱處理規(guī)范
淬火,820±15℃預(yù)熱,1000±6℃(鹽浴)或1010±6℃(爐控氣氛)加熱,
保溫10~20min,空冷,200±6℃回火。
材料特性
D2 鋼是高耐磨微變形冷作模具鋼, 屬于風(fēng)硬型工具鋼。該鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)1.5%, 鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)11.5%, 經(jīng)熱處理后硬度可達(dá)60HRC, 但相對(duì)地延展性、韌性、耐銹能力較弱,鋼材表面亦難作鏡面磨光處理。隨著冷沖壓制品朝著高精度、高效率、多品種的發(fā)展, 要求模具鋼具有較好的耐磨性和韌性。同Cr12MoV鋼相比, 該鋼在化學(xué)成分上增加了Mo、 V,改變了鋼的鑄造組織, 改善了菜氏體的形貌, 強(qiáng)韌性及耐磨性優(yōu)于Cr12MoV鋼, 提高了模具的使用壽命。由于該鋼的屈服點(diǎn)及塑性變形抗力較 Cr12MoV 鋼高, 因而其鍛造性能及熱塑成形性較Cr12MoV 鋼略差。[2]
參考牌號(hào)
中國(guó) GB 標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào) Cr12Mo1v1、
美國(guó) ASTM/UNS 標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào) D2/T30402、
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 (ISO) 標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào) 160CrMoV12、
德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)材料編號(hào)1.2379、
德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào) X155CrMoV12-1、
法國(guó) NF 標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào) X160CrMoV12、
英國(guó) BS 標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào) BD2、
日本 JIS標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)SKD11、
日本日立 (HITACHl) 標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)SLD、
日本大同 (DAIDO) 標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)DC11、
日本不二越 (NACHl) 標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào) CDS11、
奧地利百祿 (BOHLER) 標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)K110、
瑞典一勝百 (ASSAB) 標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào) XW41
使用范圍
適用于復(fù)雜可能變形的工具鋼,高耐磨性長(zhǎng)壽命的各類冷沖壓模具及冷剪切刃,搓絲板;冷擠壓成形、拉伸模、啤不銹鋼片及高硬度材料的沖裁模等。
典型應(yīng)用
1) 用于冰箱壓縮機(jī)后罩拉深模具, 淬火硬度56~58HRC。
2) 為提高D2冷作模具扁鋼軋材的使用壽命, 采用添加稀土的方法, 則鋼的耐磨性和沖擊韌度均大為改善, 從而達(dá)到提高圓模具扁鋼軋材使用壽命的目的。
3) 由于D2鋼中的V、 Mo含量高于Cr12MoV鋼, 具有更好的綜合性能, 而傳統(tǒng)的Cr12MoV鋼將逐漸被取代。
4) 用D2鋼制造的滾絲輪、離臺(tái)調(diào)板冷沖模, 與Cr12MoV鋼相比可提高使用壽命5 ~6 倍。
十一、P20
P20預(yù)硬化塑料模具鋼,屬于美國(guó)牌號(hào)。
外文名
P20
中國(guó)牌號(hào)
3Cr2Mo
適用范圍
長(zhǎng)期生產(chǎn)高質(zhì)塑料模具
德國(guó)
1.2311
基本信息
中國(guó)牌號(hào):3Cr2Mo
德國(guó):1.2311
適用范圍
預(yù)硬塑料模具鋼。在中國(guó)廣泛應(yīng)用,出廠硬度HRC30~42,適用于大中型精密模具,適用于長(zhǎng)期生產(chǎn)高質(zhì)塑料模具,用于大型模架。此鋼具有良好的可切削性及可一般拋光。
模架圖片
化學(xué)成分
c |
si |
Mn |
P |
S |
Cr |
Mo |
Ni |
0.28-0.4 |
0.2-0.8 |
0.6-1 |
≤0.03 |
≤0.03 |
1.4-2 |
0.3-0.55 |
0.05-0.10 |
性能比較
美國(guó)牌號(hào):P
20
在模具修補(bǔ)區(qū)域
P20是一種模具焊材的型號(hào)
最早的是P20,緊接著P20H,P20Ni相繼問(wèn)世
以下是P20,P20H,P20Ni的一些硬度、規(guī)格、簡(jiǎn)介及比較
CMC-P20 硬度HRC 30 0.9 1.0 1.2 1.6 2.0 2.4 主要是用來(lái)修補(bǔ)塑膠射出模、耐熱模(鑄銅模)。
CMC-P20H 硬度HRC 30-33 1.0 1.2 1.6 2.0 2.4 在CMC-P20的優(yōu)點(diǎn)上加強(qiáng)硬度適用于塑膠射出模之氬焊絲。焊后機(jī)械加工性與蝕花性良好,材質(zhì)均勻硬度高。
CMC-P20Ni 硬度HRC30 1.0 1.2 1.6 2.0 2.4 硬度與P20相同,但相比之下,拋光性好,焊后機(jī)械加工性與光蝕刻花性優(yōu)異。
加硬處理
為提高模具壽命達(dá)到80萬(wàn)模次以上,可對(duì)預(yù)硬鋼實(shí)施淬火加低溫回
美國(guó)芬可樂(lè)P20
火的加硬方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。淬火時(shí)先在500-600℃預(yù)熱2-4小時(shí),然后在850-880℃保溫一定時(shí)間(至少2小時(shí)),放入油中冷卻至50-100℃出油空冷,淬火后硬度可達(dá)50-52HRC,為防止開(kāi)裂應(yīng)立即進(jìn)行200℃低溫回火處理,回火后,硬度可保持48HRC以上
氮化處理
氮化處理可得到高硬度表層組織,氮化后的表層硬度達(dá)到650-700HV
(57-60HRC)模具壽命可達(dá)到100萬(wàn)次以上,氮化層具有組織致密,光滑特點(diǎn),模具的脫模性及抗?jié)窨諝饧皦A液腐蝕性能提高。
交貨狀:鋼材以退火、熱軋狀態(tài)交貨。
出廠硬度:預(yù)硬29~33HRC
材料特征
● 硬度均勻,具有良好的拋光性能及光蝕刻花性能,加工性能佳。
● 真空脫氣精煉處理鋼質(zhì)純凈,適合要求拋光或蝕紋加工塑膠模。 ● 預(yù)硬狀態(tài)供貨,無(wú)需再熱處理可直接用于模具加工,縮短工期。
● 經(jīng)鍛軋制加工,組織致密,100%超聲波檢驗(yàn),無(wú)氣孔,針眼缺陷。
材料用途
適用于電視機(jī)前殼、電話機(jī)、飲水機(jī)、吸塵器等塑料模及模架。
●熱塑性塑膠注塑模具,擠壓模具。 ● 熱塑性塑料吹塑模具。
● 重載模具主要部件。
● 冷結(jié)構(gòu)制件。
● 常用于制造電視機(jī)殼,洗衣機(jī),冰箱內(nèi)殼,水桶等
使用方法
P20已預(yù)先硬化處理至285-330HB(30-36HRC),與瑞典618德國(guó)GS-2311狀態(tài)相當(dāng),可直接用于制模加工,并具有尺寸穩(wěn)定性好的特點(diǎn),預(yù)硬鋼材才可滿足一般用途需求,模具壽命可達(dá)50W模次
P20鋼的熱加工工藝
項(xiàng)目 |
加熱溫度/℃ |
開(kāi)鍛溫度/℃ |
終鍛溫度/℃ |
冷卻 |
鋼錠 |
1180~1200 |
1130~1150 |
≥850 |
坑冷 |
鋼坯 |
1120~1160 |
1070~1110 |
≥850 |
砂冷或緩冷 |
淬火溫度
鉻鎳合金鋼(又稱為P20料)。材料特性:ASSAB公司共生產(chǎn)3種P20料,為718S、718H、618。P20料硬度高,韌性好,抗拉性強(qiáng),但是不耐腐蝕,耐磨性差。其中718H為718S料出廠前通過(guò)材料熱處理獲得,其中618料是這3種料級(jí)別最低的,相當(dāng)于GS2311料,拋光性能差,生產(chǎn)壽命在10萬(wàn)次以下。718S和718H料拋光性能好,可用于透明熱拋光模,其中718H的拋光性能高于718S。這兩種料的生產(chǎn)壽命為30萬(wàn)次。熱處理要求:整個(gè)P20,材料在鋼材出廠前均經(jīng)過(guò)預(yù)硬處理,都不再宜于淬火處理。P20料淬火容易爆裂,只能進(jìn)行表面氮化處理,氧化的要求為表面0.1mm,硬度為65~68HRC。加工要求:P20料切削加工性能一般,當(dāng)P20材料最小尺寸大于300mm時(shí),如果在加工過(guò)程中存在大量線切割或電火花放電加工工序時(shí),在線切割或電火花放電加工完成后,必須理做一次回火。
十二、W302
W302 奧國(guó)“百祿”熱作模具鋼。出廠狀態(tài): 退火最高硬度235HB.特性具有高溫耐磨性,熱強(qiáng)度高
中文名
W302
出廠狀態(tài)
退火最高硬度235HB.
化學(xué)成分
C碳 0.40,Cr鉻 5.00等
特 性
具有高溫耐磨性,熱強(qiáng)度高
用 途
適合各種熱作用途
基本信息
W302 奧國(guó)“百祿”熱作模具鋼。
W302
出廠狀態(tài): 退火最高硬度235HB.
化學(xué)成分
C碳 0.40,Cr鉻 5.00,
Mn錳 0.40,
Mo鉬 1.30,
V釩 1.10,
Si硅 1.00
特性及應(yīng)用
特性
具有高溫耐磨性,熱強(qiáng)度高。拋光及切削容易,可表面氮化,火花機(jī)加工。
用途
適合各種熱作用途,如壓鑄模,熱合金或金屬擠壓模,射咀,射筒,熱剪刀,塑料模,等等。 出廠狀態(tài):軟性回爐至HB235(最高)
特性應(yīng)用
鋼質(zhì)潔凈均勻,結(jié)構(gòu)良好,用3000-6000噸壓 橫鍛壓,沖擊強(qiáng)度高,經(jīng)超聲波檢驗(yàn),材料利用率高,且可減少加工費(fèi)用,有最佳之紅熱硬度,韌性高強(qiáng).可制鋅\鋁\鉛\錫等合金或銅合金之壓鑄模,唧咀,擠壓軸心等,可用作熱錘或熱沖鑄模,經(jīng)淬硬后可作永久性生產(chǎn)塑膠模
熱處理工藝
鍛制:1100℃開(kāi)始鍛打至900℃回爐隨爐冷卻
退火:750—800℃保溫后爐冷卻,可達(dá)硬度235HB(最高)。
淬火:由1020—1080℃油或空冷,必須將至60—80℃即時(shí)回火。
回火:第一次火約500℃以獲得第二次硬化之最高硬度;第二次回火等于500℃以達(dá)到所需硬度;第三次回火溫度稍低於前者溫度(約30℃)。
十三、2344
2344具有拋光性能優(yōu)良,易切削,高韌性及延展性。材料厚薄縱向與橫向強(qiáng)度一致,耐熱性良好的特點(diǎn),適合于鋁,鋅,合金擠壓模。
特征:AISIH13/DIN1.2344
出廠硬度:軟性退火至HB180-210
化學(xué)成份
碳(C) |
錳(Mn) |
硅(Si) |
鉻(Cr) |
鉬(Mo) |
釩(V) |
0.38 |
0.4 |
1.0 |
5.0 |
1.3 |
1.0 |
特性 編輯
高、低溫均有良好的耐磨性,優(yōu)良的韌性和延展性,穩(wěn)定且優(yōu)良的及加工性和拋旋光性,優(yōu)良的高溫強(qiáng)度和抗熱疲勞性,優(yōu)良的淬透性,很小的熱處理尺寸變。
主要應(yīng)用:
1. 壓鑄模具,如:模仁,鑲塊,頂針,套筒
模具材料 (6張)
2. 擠壓模具,如:模仁,模墊,襯套
3. 鋁銅鎂的熱壓成型模
4. 塑料模
5. 冷沖,切邊,熱剪,緊縮環(huán)以及耐磨部件
出廠特點(diǎn):
拋光性能優(yōu)良,易切削,高韌性及延性,材料厚薄縱向與橫向強(qiáng)度一致,耐熱性良好,高溫軔性,耐磨性,面熟性特性,適用于鋁,鋅,合金冷擠壓及熟壓鑄模。
物理性質(zhì)
熱膨脹系數(shù)[10m/(m x k)] |
20-100℃ |
20-200℃ |
20-300℃ |
20-400℃ |
20-500℃ |
20-600℃ |
20-700℃ |
11.8 |
12.4 |
12.6 |
12.7 |
12.8 |
12.9 |
12.9 |
熱傳導(dǎo)性[w/(m x k)] |
20℃ |
350℃ |
700℃ |
--- |
--- |
--- |
--- |
25.3 |
27.2 |
30.5 |
--- |
--- |
--- |
--- |
參考牌號(hào)
對(duì)應(yīng)日本牌號(hào):SKD61
對(duì)應(yīng)美國(guó)牌號(hào):H13
對(duì)應(yīng)英國(guó)牌號(hào):BH13
尺寸規(guī)格
圓形(MM)
22-28-32-38-45-50-58-65-75
85-95-105=115-130-155-165-185-205-235
260-280-310-320-330-350-380-410-450-500
扁形(MM)
28X102=130-166-210-260-310-360-410-460-510-560-610-810
35X102-130=166-210-260-310-360-410-460-510-560-610-810
43X105=130-166-206-254=300-350=400-450-500=600-1020
54X105=130-166-206-254=300-350=400-450-500=600-1020
63X105=130-166-206-254=300-350=400-450-500=600-1020
80X105=130-166-206-254=300-350=400-450-500=600-1020
100X105=130-166-206-254=300-350=400-450-500=600-1020
125X105=130-166-206-254=300-350=400-450-500=600-1020
160X105=130-166-206-254=300-350=400-450-500=600-1020
200X105=130-166-206-254=300-350=400-450-500=600-1020
250X105=130-166-206-254=300-350=400-450-500=600-1020
300X105=130-166-206-254=300-350=400-450-500=600-1020
350X105=130-166-206-254=300-350=400-450-500=600-1020
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2015-1224 |