硫(S)
常以MnS形式存在鋼中,割裂基體的連續(xù)性,惡化材料的韌性、抗腐蝕性、拋旋光性、放電加工性、蝕紋性,可提高材料的切削能力。
2.冶煉工藝
1)普通煉鋼工藝
2)電渣重熔(ESR)
將粗鋼坯置于電渣爐中,通入強(qiáng)電流,使電爐產(chǎn)生很高的溫度,使粗鋼坯熔化成鋼水,鋼水流經(jīng)電渣,雜質(zhì)被電渣過(guò)濾吸附,從而達(dá)到純化的效果。整體重熔速度快,但一些非常細(xì)小的雜質(zhì)并未除去。
3)真空電弧重熔(VAR)
在真空爐里,通入強(qiáng)電流在鋼胚上,鋼胚底部開(kāi)始熔化,雜質(zhì)汽化成氣體被抽走,從而將鋼材純度提高,而且它是一滴一滴地凝固,凝固速度非常快,組織變得很致密。特點(diǎn)是雜質(zhì)去得徹底,但整體重熔速度慢。
3.熱處理
鋼材的熱處理是指經(jīng)過(guò)加熱然后冷卻,通過(guò)控制鋼材的加熱溫度、保溫時(shí)間及冷卻速度來(lái)改變鋼的性能,以滿足加工或使用要求的工藝過(guò)程。
主要的熱處理工藝有:退火、淬火、回火。
三、模具鋼按用途分類
1.冷作模具鋼
冷作模具鋼主要用于制造對(duì)冷狀態(tài)下的工件進(jìn)行壓制成型的模具。如冷沖裁模具、冷沖壓模具、冷拉深模具、壓印模具、冷擠壓模具、螺紋壓制模具和粉末壓制模具等。冷作模具鋼的范圍很廣,從各種碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼到粉末高速工具鋼和粉末高合金模具鋼。
2.熱作模具鋼
熱作模具鋼主要用于制造對(duì)高溫狀態(tài)下的工件進(jìn)行壓力加工的模具。如熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱鐓鍛模具等。常用的熱作模具鋼有:中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具鋼;對(duì)特殊要求的熱作模具鋼,有時(shí)采用高合金奧氏體耐熱模具鋼制造。
3.塑料模具鋼
由于塑料的品種很多,對(duì)塑料制品的要求差別也很大,對(duì)制造塑料模具的材料也提出了各種不同的性 能要求。所以,不少工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家已經(jīng)形成了范圍很廣的塑料模具用鋼系列。包括碳素結(jié)構(gòu)鋼、滲碳型 塑料模具鋼、預(yù)硬型塑料模具鋼、時(shí)效硬化型塑料模具鋼、耐蝕塑料模具鋼、易切塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、馬氏體時(shí)效鋼以及鏡面拋光用塑料模具鋼等。
四、把模具按壽命長(zhǎng)短分為五級(jí),對(duì)鋼材的要求:
一般把模具按使用壽命的長(zhǎng)短分五級(jí)。一級(jí)在百萬(wàn)次以上,二級(jí)是50萬(wàn)-100萬(wàn)次,三級(jí)在30萬(wàn)-50萬(wàn)次,四級(jí)在10萬(wàn)-30萬(wàn)次,五在10萬(wàn)次以下。
一級(jí)與二級(jí)模具都要求用可以熱處理、硬度在HRC50左右的鋼材,否則易于磨損,注塑出的產(chǎn)品易超差,故所選的鋼材既要有較好的熱處理性能,又要在高硬度的狀態(tài)下有好的切削性能,當(dāng)然還有其他方面的考慮。通常選用瑞典的8407、S136,美國(guó)的420、H13,歐洲的2316、2344、083,或日本的SKD61、DC53(原為五金模材料,特殊情況下使用)。有強(qiáng)腐蝕性的塑膠一般選S136,2316,420等鋼材,弱腐蝕性的除選S136,2316,420外,還有SKD61,NAK80,PAK90,718M。產(chǎn)品的外觀要求對(duì)模具材料的選擇亦有很大的影響,透明件和表面要求拋鏡面的產(chǎn)品,可選用的材料有S136,2316,718S,NAK80,PAK90,420,透明度特高的模具應(yīng)選S136,其次是420。
三級(jí)模具用預(yù)硬料多,牌號(hào)有S136H,2316H,718H,083H,硬度HB270----340。
四五級(jí)模具用P20,718,738,618,2311,2711,對(duì)于要求特低的模具,還有可能用到S50C,45#鋼,即直接在模胚上做型腔。
五、各國(guó)鋼材代號(hào)
1.美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)AISI
P1-P19:LowCarbon Steel
P20-P39:Low Carbon, High Alloy Steel(塑膠模鋼)
2XX,3XX,4XX,6XX:Stainless Steel (不銹鋼)
H1-H19:Chromium base (鉻基-熱作鋼)
Wx:Water Hardening Steel
Sx:Shock Resisting Steel
Ox:OilHardening Steel (油鋼)
Ax:AirHardening Steel
Dx:High Carbon, High Chromium Steel(鉻鋼)
Mx:Molybdenum base (H.S.S.-高速鋼)
2.德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN
1.2738:Low carbon, high alloy (P20 - 塑膠模鋼)
1.2311:Lowcarbon, high alloy (P20 - 塑膠模鋼)
1.2312:Lowcarbon, high alloy, free Machine (P20-易切削)
1.2083:StainlessSteel (420 - 抗酸鋼)
1.2316:Highperformance stainless Steel (420 - 高抗酸鋼)
1.2343:Chromiumbase (鉻基-H11 –熱作鋼)
1.2344:Chromiumbase (鉻基-H13 –熱作鋼)
1.2510:Lowalloy steel (O1-油鋼)
1.2379:Highcarbon, high chromium steel (D2 –鉻鋼)
3.日本標(biāo)準(zhǔn)JIS
SxxC:Plain Carbon steel(黃牌 - S55C)
SUSxx:Stainless Steel (抗酸鋼- 420)
SCrx:Chromium Steel
SCMx:Chromium Molybdenum Steel(P20)
SKx:Carbon Tool Steel
SKSx:Low Alloy Steel (油鋼 - O1)
SKD11:MediumHigh Alloy Steel(鉻鋼- D2)
SKD6:Medium High Alloy Steel(中高合金鋼-H11)
SKD61:Medium High Alloy Steel(中高合金鋼-H13)
SKHxx:High Speed Steel (高速鋼- M 2)
SUMx:Free Cutting Steel (易切削鋼)
SUJx:Bearing Steel
六、常見(jiàn)進(jìn)口模具鋼材及其參數(shù)性能
瑞典一勝百 STAVAXESR-S136 --高耐磨抗腐蝕預(yù)硬鏡面鋼材
出廠狀態(tài)︰ HB
相當(dāng)布德魯斯Buderus標(biāo)準(zhǔn)︰ 2316
相當(dāng)百祿Bohler標(biāo)準(zhǔn)︰ M310
相當(dāng)日立hitachi 標(biāo)準(zhǔn)︰ HPM38
相當(dāng)大同DAIDO標(biāo)準(zhǔn)︰ PAK90
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋旋光性︰ ★★★★★
抗蝕性︰ ★★★★☆
產(chǎn)品描述 :為高級(jí)不繡工具鋼。優(yōu)良的耐腐蝕性、拋旋光性、耐磨性、機(jī)械加工性,電火花加工可以獲得超鏡面加工效果及高品質(zhì)表面,淬火時(shí)具有優(yōu)良的穩(wěn)定性。模具長(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)境下操作或存放時(shí)、不需要特別的保護(hù)。被推薦用于高拋光要求注塑模具和腐蝕性塑膠模具。
瑞典一勝百 8402--優(yōu)質(zhì)熱作工具鋼
出廠狀態(tài)︰ HB 185
相當(dāng)布德魯斯Buderus標(biāo)準(zhǔn)︰ 2344
相當(dāng)百祿Bohler標(biāo)準(zhǔn)︰ W302
相當(dāng)日立hitachi 標(biāo)準(zhǔn)︰ DAC
相當(dāng)大同DAIDO標(biāo)準(zhǔn)︰ DHA1
耐磨性︰ ★★☆☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
淬硬性︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述: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形。用于金屬熱鍛模具,鋁擠壓模具,塑膠模具,鋁壓鑄模具等。
瑞典一勝百 8407--高級(jí)熱作工具鋼
出廠狀態(tài)︰ HB 185
相當(dāng)布德魯斯Buderus標(biāo)準(zhǔn)︰ 2344ESR
相當(dāng)日立hitachi 標(biāo)準(zhǔn)︰ DAC
相當(dāng)大同DAIDO標(biāo)準(zhǔn)︰ DHA1
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
淬硬性︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★★☆
產(chǎn)品描述 :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)煉制度H13更佳。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。用于各種金屬壓鑄模具,擠壓模具,高品質(zhì)要求塑膠模具。
瑞典一勝百 ASP23--高耐磨高韌性粉末高速鋼
出廠狀態(tài)︰ HB 260
相當(dāng)日立hitachi 標(biāo)準(zhǔn)︰ HAP10
耐磨性︰ ★★★★☆
韌性︰ ★★★☆☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述 : 是鉻鉬釩粉末鋼,高耐磨性(抗磨粒磨損),高抗壓強(qiáng)度,非常好的淬透性,韌性好,熱處理的尺寸穩(wěn)定性好,抗回火軟化性好。ASP-23特別適合于薄的被加工材的下料及成形,或模具失效是因?yàn)榛旌夏チDp及粘著磨損,或知識(shí)磨粒磨損,而且表面產(chǎn)生塑性變形的危險(xiǎn)性也高者。例如中碳鋼或高碳鋼的下料、沖切已硬化鋼板或冷軋鋼帶、含有玻璃纖維的塑膠模。
瑞典一勝百 XW-42--高級(jí)高耐磨冷作工具鋼
出廠狀態(tài)︰ HB210
相當(dāng)布德魯斯Buderus標(biāo)準(zhǔn)︰ 2379
相當(dāng)百祿Bohler標(biāo)準(zhǔn)︰ K110
相當(dāng)日立hitachi 標(biāo)準(zhǔn)︰ SLD
相當(dāng)大同DAIDO標(biāo)準(zhǔn)︰ DC11
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述:大同制鋼DC53在SKD11基礎(chǔ)上改良,熱處理后硬度高于SKD11,高溫(520-530℃)回火后可達(dá)62-63HRC高硬度,在強(qiáng)度方面超過(guò)SKD11,韌性度是SKD11的兩倍。韌性在冷作模具鋼中較為突出,因此,用DC53制造的很少出現(xiàn)裂紋和崩裂,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。切削性超過(guò)SDK11。DC53的切削性優(yōu)于SDK11。因此,使用DC53可增加模具壽命和減少加工工序。
日本大同NAK55 --高預(yù)硬高性能精密模具鋼材
出廠狀態(tài)︰ HRC37-43
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋旋光性︰ ★★★★☆
產(chǎn)品描述 :預(yù)硬化鋼,不需任何熱處理,適用于鏡面拋光加工的預(yù)硬化鋼。主要用于鏡面拋光模具,拋旋光性極佳,切削性,蝕花性佳。
日本大同S-STAR --預(yù)硬化高拋光耐腐蝕塑膠鋼
出廠狀態(tài)︰ HRC30-34
相當(dāng)布德魯斯Buderus標(biāo)準(zhǔn)︰ X40Cr13
相當(dāng)日立hitachi 標(biāo)準(zhǔn)︰ HPM38
相當(dāng)一勝百ASSAB標(biāo)準(zhǔn)︰ S136
耐磨性︰ ★★★☆☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★★★☆
加工性︰ ★★★★☆
拋旋光性︰ ★★★★★
抗蝕性︰ ★★★★☆
產(chǎn)品描述:預(yù)硬抗腐蝕高拋光不銹鋼,高拋旋光性,耐腐蝕性佳,耐磨性好,尺寸穩(wěn)定性好 ,適合要求高鏡面,高耐磨,抗腐蝕的模具。比如:橡膠模具,VCD影碟模具,化妝品容器,以及醫(yī)療器械工具等。
日本大同DHA1 --高性能熱作工具鋼JIS SKD61
出廠狀態(tài)︰ HB229
相當(dāng)布德魯斯Buderus標(biāo)準(zhǔn)︰ 2344
相當(dāng)百祿Bohler標(biāo)準(zhǔn)︰ W302
相當(dāng)日立hitachi 標(biāo)準(zhǔn)︰ DAC
相當(dāng)一勝百ASSAB標(biāo)準(zhǔn)︰ 8402
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
紅硬性︰ ★★★☆☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋旋光性︰ ★★☆☆☆
產(chǎn)品描述:大同制鋼DHA1在鋁,鎂壓鑄模具上運(yùn)用較為廣泛。有著較好的切削性與耐熱平衡性等。是一種通用熱作模具鋼。DHA1使用在鋁鎂壓鑄模、壓鑄模關(guān)連部件、熱沖壓模、熱擠壓模、熱剪切刀片。
日本大同DC11 --高硬度高耐磨高鉻工具鋼JIS SKD11
出廠狀態(tài)︰ HB255
相當(dāng)布德魯斯Buderus標(biāo)準(zhǔn)︰ 2379
相當(dāng)百祿Bohler標(biāo)準(zhǔn)︰ K110
相當(dāng)日立hitachi 標(biāo)準(zhǔn)︰ SLD
相當(dāng)一勝百ASSAB標(biāo)準(zhǔn)︰ XW-42
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述:長(zhǎng)壽命高耐磨,高韌性,耐沖擊,熱處理不易變形,組織結(jié)構(gòu)細(xì)微,主要用于沖裁模、精密五金沖壓模具、冷作成形模、冷拉模、成形軋輥、沖頭。