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能给一些模具钢的种类吗?

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模具钢

模具钢大致可分为(冷作模具钢)、(热作模具钢)和(塑料模具钢)3类,用于锻造、冲压、切型、压铸等。由于各种模具用途不同,工作条件复杂,因此对模具用钢,按其所制造模具的工作条件,应具有高的硬度、强度、耐磨性,足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。由于这类用途不同,工作条件复杂,因此对模具用钢的性能要求也不同。

冷作模具包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等。冷作模具有钢,按其所制造具的工作条件,应具有高的硬度、强度、耐磨性、足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。用于这类用途的合金工具用钢一般属于高碳合金钢,碳质量分数在0.80%以上,铬是这类钢的重要合金元素,其质量分数通常不大于5%。但对于一些耐磨性要求很高,淬火后变形很小模具用钢,最高铬质量分数可达13%,并且为了形成大量碳化物,钢中碳质量分数也很高,最高可达2.0%~2.3%。冷作模具钢的碳含量较高,其组织大部分属于过共析钢或莱氏体钢。常用的钢类有高碳低合金钢、高碳高铬钢、铬钼钢、中碳铬钨钏钢等。

热作模具分为锤锻、模锻、挤压和压铸几种主要类型,包括热锻模、压力机锻模、冲压模、热挤压模和金属压铸模等。热变形模具在工作中除要承受巨大的机械应力外,还要承受反复受热和冷却的做用,而引起很大的热应力。热作模具钢除应具有高的硬度、强度、红硬性、耐磨性和韧性外,还应具有良好的高温强度、热疲劳稳定性、导热性和耐蚀性,此外还要求具有较高的淬透性,以保证整个截面具有一致的力学性能。对于压铸模用钢,还应具有表面层经反复受热和冷却不产生裂纹,以及经受液态金属流的冲击和侵蚀的性能。这类钢一般属于中碳合金钢,碳质量分数在0.30%~0.60%,属于亚共析钢,也有一部分钢由于加入较多的合金元素(如钨、钼、钒等)而成为共析或过共析钢。常用的钢类有铬锰钢、铬镍钢、铬钨钢等。

塑料模具包括热塑性塑料模具和热固性塑料模具。塑料模具用钢要求具有一定的强度、硬度、耐磨性、热稳定性和耐蚀性等性能。此外,还要求具有良好的工艺性,如热处理变小、加工性能好、耐蚀性好、研磨和抛光性能好、补焊性能好、粗糙度高、导热性好和工作条件尺寸和形状稳定等。一般情况下,注射成形或挤压成形模具可选用热作模具钢;热固性成形和要求高耐磨、高强度的模具可选用冷作模具钢。 [编辑本段]模具钢分类 2.1冷作模具钢

2.1.1高碳低合金冷作模具钢

9SiCr、9CrWMn、CrWMn、Cr2、9Cr2Mo、7CrSiMnMoV、8Cr2MnWMoVS、Cr2Mn2SiWMoV

2.1.2抗磨损冷作模具钢

6Cr4W3Mo2VNb、6W6Mo5Cr4V、7Cr7Mo3V2Si、Cr4W2MoV、Cr5Mo1V、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、Cr12W、Cr12Mo1V1

2.1.3抗冲击冷作模具钢

4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si

2.1.4冷作模具碳素工具钢

T7、T8、T9、T10、T11、T12

2.1.5冷作模具用高速钢

W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N、W18Cr4V、W9Mo3Cr4V

2.1.6无磁模具用钢

7Mn15Cr2Ae3V2Wmo、1Cr18Ni9Ti

2.2热作模具钢

2.2.1低耐热性热作模具钢

5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi

2.2.2中耐热性热作模具钢

4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、8Cr3

2.2.3高耐热性热作模具钢

3Cr2W8V、3Cr3Mo3W2V、5Cr4Mo2W2VSi、5Cr4Mo3SiMnVAe、5Cr4W5Mo2V、6Cr4Mo3Ni2WV

2.3塑料模具钢

2.3.1碳素塑料模具钢

SM45、SM50、SM55

2.3.2预硬化型塑料模具钢

3Cr2Mo、3Cr2NiMnMo、5CrNiMnMoVSCa、40Cr、42CrMo、30CrMnSiNi2A

2.3.3渗碳型塑料模具钢

20Cr、12CrNi3A

2.3.4时效硬化型塑料模具钢

O6Ni6CrMoVTiAe、INi3Mn2CuAeMo

2.3.5耐腐蚀型塑料模具钢

2Cr13、4Cr13、9Cr18、9Cr18Mo、Cr14Mo4V、1Cr17Ni2

另:

在钢板(板材)中,也有许多材质被列入模具钢系列:45(45#,45号),P20,S45C,S50C等等。

模具钢工艺性能

A 可加工性

——热加工性能,指热塑性、加工温度范围等;

——冷加工性能,指切削、磨削、抛光、冷拔等加工性能。

冷作模具钢大多属于过共析钢和莱氏体钢,热加工和冷加工性能都不太好,因此必须严格控制热加工和冷加工的工艺参数,以避免产生缺陷和废品。另一方面,通过提高钢的纯净度,减少有害杂质的含量,改善钢的组织状态,以改善钢的热加工和冷加工性能,从而降低模具的生产成本。

为改善模具钢的冷加工性能,自20世纪30年代开始,研究向模具钢中加入S、Pb、Ca、Te等易切削加工元素或导致模具钢中碳的石墨化的元素,发展了各种易切削模具钢,以进一步改善其切削性能和磨削性能,减少刀具磨料消耗、降低成本。

B 淬透性和淬硬性

淬透性主要取决于钢的化学成分和淬火前的原始组织状态;淬硬性则主要取决于钢中的含碳量。对于大部分的冷作模具钢,淬硬性往往是主要的考虑因素之一。对于热作模具钢和塑料模具钢,一般模具尺寸较大,尤其是制造大型模具,其淬透性更为重要。另外,对于形状复杂容易产生热处理变形的各种模具,为了减少淬火变形,往往尽可能采用冷却能力较弱的淬火介质,如空冷、油冷或盐浴冷却,为了得到要求的硬度和淬硬层深度,就需要采用淬透性较好的模具钢。

C 淬火温度和热处理变形

为了便于生产,要求模具钢淬火温度范围尽可能放宽一些,特别是当模具采用火焰加热局部淬火时,由于难于准确地测量和控制温度,就要求模具钢有更宽的淬火温度范围。

模具在热处理时,尤其是在淬火过程中,要产生体积变化、形状翘曲、畸变等,为保证模具质量,要求模具钢的热处理变形小,特别是对于形状复杂的精密模具,淬火后难以修整,对于热处理变形程度的要求更为苛刻,应该选用微变形模具钢制造。

D 氧化、脱碳敏感性

模具在加热过程中,如果发生氧化、脱碳现象,就会使其硬度、耐磨性、使用性能和使用寿命降低;因此,要求模具钢的氧化、脱碳敏感性好。对于含钼量较高的模具钢,由于氧化、脱碳敏感性强,需采用特种热处理,如真空热处理、可控气氛热处理、盐浴热处理等。

其他因素

在选择模具钢时,除了必须考虑使用性能和工艺性能之外,还必须考虑模具钢的通用性和钢材的价格。模具钢一般用量不大,为了便于备料,应尽可能地考虑钢的通用性,尽量利用大量生产的通用型模具钢,以便于采购、备料和材料管理。另外还必须从经济上进行综合分析,考虑模具的制造费用、工件的生产批量和分摊到每一个工件上的模具费用。从技术、经济方面全面分析,以最终选定合理的模具材料。

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.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(cgt;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4mdash;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500mdash;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(0.3mdash;0.8%),且其进而对韧性的影响减少,故含铬量略下降(约3mdash;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(clt;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 .模具钢的选择

crl2 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。

crl2mo1v1

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crl2mov

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。

crl2mov

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crl2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。

cr5molv

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crl2、crl2mov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。 希望对你有所帮助

模具钢分类

按化学成分分为:(1)碳素钢:S50C、S55C

(2)合金钢:ⅰ低合金钢(≤5%);ⅱ中合金钢(5%~10%);ⅲ高合金钢(>10%)。

按使用情况分为:塑胶模具钢、冷作模具钢、热作模具钢

●一般塑胶模具钢以预硬态(即预调质=淬火+高温回火)供货,热作及冷作钢以退火态供货。

2、塑胶模具钢的选用

◆作为塑料模具的使用情况,有种种的不同条件,模具用钢大致应满足如下的要求:

(1)机械加工性能优良:塑料模具型腔的几何形状非常复杂,往往有深孔、深沟槽、窄缝等加工部位。钢材必须具有易切削的性能。

(2)抛光性能优良:无论何种塑料模具, 其型腔的允许表面粗糙度极小,几乎都要求能做到镜面光泽。而要达到镜面光泽,主要的一点是钢材必须具有不低于38HRC的硬度,最好为40~46HRC,而达到55HRC为最佳。要达到镜面光泽,首先钢材中的夹杂物要尽量少,而且不能有气泡存在, 并且纤维组织均匀。在大量生产中的模具,为了减少磨损,除了型腔的表面硬度以外,表面粗糙度也是重要条件。

(3)有良好的表面腐蚀加工性:有很多模具要求成形的塑件表面为各种其他物质的花纹。如皮革纹、绸纹、布纹、精细图案等。这就要求钢材的质地细而均匀,否则表面腐蚀的效果不佳。

(4)既要耐磨损,而且又有韧性:塑料模具是长期承受热交变负荷的,而且又是长期经受摩擦的。如果仅考虑耐摩擦的一面而不考虑其受热交变负荷的一面,若使用冷冲模具用的高碳高合金钢制造时,必然出现韧性不足而引起开裂。

(5)淬火性能好,变形小:塑料模具特别是热固性塑料模具的型腔部分大都必须进行热处理。这就要求钢材具有较好的淬透性和很小的变形。一般热塑性塑料成形用模具,采用调质、预硬化等处理即可。而热固性塑料成形用模具则必须淬硬。

(6)电火花加工性好:塑料模的凹型腔时常采用放电加工,放电加工后表面的硬化层要浅,以便于抛光。抛光在塑料模的型腔加工中是最耗时间的。时间长则增加成本。目前对自动抛光的技术尚未达到实用阶段,仍然以手工抛光为主。硬化层厚则抛光工时增大。

(7)有耐腐蚀性:有些塑料,例如聚氯乙烯在成形时能产生盐酸气体,对型腔有腐蚀性。所以对于用于有腐蚀气体的塑料模,必须考虑钢材的耐腐蚀性。

(8)焊接性好:在型腔加工中,有时难免要补焊。因此模具钢必须有很好地焊接性能。

◆在选择塑胶模具钢材时,要依以下条件而逐次考虑之,最后作出决定。

(1)塑件的生产批量:模具是高效率的生产工具。每一付模具的使用寿命,直接关系到制件的成本。设计模具时,除了按产量考虑每模的型腔数之外,就要考虑其使用寿命。批量小,则对钢材的要求可以低些;而批量大时,必须选择优质钢材,以保证使用寿命而尽量避免重复制作模具。

(2)塑件的尺寸精度:塑件的尺寸精度,很大程度上取决于模具的制造精度,它又决定制件的合格率。对于要求高精度(SJ/T10628-95的3、4级精度)以及超高精度(SJ/T50628-95的1、2级精度)的塑件,应选用优质模具钢。

(3)制件的复杂程度:制件越复杂,型腔的加工就越困难,因而必须选用切削性能好的钢材。制件复杂程度高,则尺寸量大,加工部位多。因而加工的应力变形必须考虑。

(4)制件的体积大小:制件越大,型腔的切削量也越大。用大吃刀量切削时,切削应力也大。因此对于大制件的模具最好选用易切削钢。制件小时,型腔体积小,所用的刀具(主要是铣刀)强度低,切削量很小。选择钢材时应选用质地均匀,合金碳化物分布细而匀称的钢材。小模具多先作预硬化处理然后加工,要考虑加工的可能性。

(5)制件的外观要求:塑件如为外观装饰件,则表面的质量好坏能很大程度上影响产品的销售。凡对塑件外观有高要求的塑件,最好选用真空熔炼或电渣熔炼钢,以达到最好的型腔抛光效果。

◆钢材的抛光性

生产透明塑料制品,尤其是光学仪器,对于成型模具的抛光性(即镜面加工性)要求很高。

影响镜面加工性能的因素有:

(1)钢材冶金质量:不得采用易削钢。采用VAD、VAR、ESR等工艺,可提高钢的纯净度,从而提高抛光性能。

(2)组织不均匀度:即显微偏析的影响。措施是必须掌握好出钢后的浇注技术和钢锭的结晶质量;充分锻造,以保证致密度;均热化处理或ESR。

(3)硬度:高硬度有利于镜面抛光。热处理后的表面渗碳或脱碳导致表面质量恶化,影响抛光性能。

(4)抛光技术:要避免抛光过程中表面接触应力过高。否则较软的基体会被冲蚀,使碳化物游离出来,随后在钢材表面留下缺陷。

3、钢材的硬度

●常规表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)硬度等,其中以HB及HRC较为常用。

●HB应用范围较广,供货状态常用, Cu、Al也可用 。HRC适用于表征高硬度材料,如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同,布氏硬度计之测头为钢球,而洛氏硬度计之测头为金刚石。

●在一定条件下,HB与HRC可以互换。其换算公式可大概记为:1HRC≈1/10HB。

●HV-适用于显微分析,Cu、Al也可用。

●HL-手提式硬度计,测量方便,但对样品厚度有要求。

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