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模具钢材的定义、分类及性能改变方法

进口模具钢资料 钢的定义:钢是指含碳量为0.0218%~2.11%的铁碳合金。在普通钢中加入Cr、Mo、V、Ni等合金成分就成了合金钢,我们的模具钢都是合金钢。改变钢材性能的途径主要有三种: 1.合金成分 碳:C 提高淬火组织硬度;形成碳化物,提高耐磨性;降低韧性;降低焊接性 铬:Cr 提高钢的硬度,形成坚硬而稳定的铬碳化物,从而提高耐磨性;可提高钢的淬硬性;当Cr含量超过12%时,具有耐腐蚀性能,并提供良好的抛光性能 钼:Mo 钼是强的碳化物形成元素,提高耐磨性;Mo>0.5%能抑制其他合金元素引起的回火脆性;提供红硬性和热强度;提高淬硬性和回火稳定性 钒:V 能形成高硬度的碳化物,提高耐磨性;细化钢的晶粒,降低过热敏感性 提高钢的强度、韧性和回火稳定性 镍:Ni Ni能提高钢的淬硬性;Ni能细化晶粒尺寸 硫(S) 在钢中常以MnS形式存在,破坏基体的连续性,使材料的韧性、耐蚀性、抛光性、电火花加工性和蚀刻性变坏,可提高材料的切削能力。

2.冶炼过程 普通炼钢过程 电渣重熔(ESR)将生钢坯放在电渣炉中,通入强大的电流,使电炉产生很高的温度,使生钢坯熔化成钢水。钢水流过电渣,杂质被电渣过滤、吸附,从而达到净化的效果。整体重熔速度快,但有些很细小的杂质没有去除。 真空电弧重熔(VAR)在真空炉中,通入强大的电流,钢坯底部开始熔化,杂质被气化成气体并被抽走,从而提高了钢的纯净度。而且是一滴一滴地凝固,凝固速度很快,组织变得很致密。特点是杂质去除得比较彻底,但整体重熔速度较慢。 3、热处理钢的热处理是指加热然后冷却,通过控制钢的加热温度、保温时间和冷却速度来改变钢的性能,以满足加工或使用要求的过程。主要的热处理工艺有:退火、淬火、回火。模具钢按用途分类1、冷作模具钢冷作模具钢主要用于制造在冷状态下对工件进行压制成型的模具。如冷冲裁模、冷冲压模、冷拉伸模、压印模、冷挤压模、螺纹压制模和粉末压制模等。冷作模具钢的范围很广,从各种碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢到粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢都有。2、热作模具钢热作模具钢主要用于制造在高温状态下对工件进行压力加工的模具。

如热锻模、热挤压模、压铸模、热镦锻模等。常用的热作模具钢有:中高碳含量并添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具钢;对有特殊要求的热作模具钢,有时也采用高合金奥氏体耐热模具钢。 3、塑料模具钢由于塑料的种类很多,对塑料制品的要求也有很大差别,对制造塑料模具的材料也提出了各种性能要求,因此许多工业发达国家已形成了种类繁多的塑料模具钢系列。其中包括碳素结构钢、渗碳塑料模具钢、预硬化塑料模具钢、时效硬化塑料模具钢、耐腐蚀塑料模具钢、易切削塑料模具钢、整体硬化塑料模具钢、马氏体时效钢以及镜面抛光用塑料模具钢等。模具按其使用寿命分为五个级别。对钢材的要求:一般模具按使用寿命分为五个级别,1级为100万次以上,2级为50万-100万次,3级为30万-50万次,4级为10万-30万次,5级为10万次以下。1级和2级模具都要求钢材能热处理,硬度在HRC50左右,否则容易磨损,注塑制品容易超差。因此,所选用的钢材必须具有良好的热处理性能,在高硬度下还具有良好的切削性能。当然,还有其他的考虑。通常选用瑞典的8407、S136,美国的420、H13,欧洲的2316、2344、083,或者日本的SKD61、DC53(本来是一种五金模具材料,在特殊情况下使用)。

对于腐蚀性强的塑料,一般选用S136、2316、420等钢材。对于腐蚀性弱的塑料,除S136、2316、420外,还有SKD61、NAK80、PAK90、718M等钢材可选。制品的外观要求对模具材料的选择也有很大的影响,对于透明件及要求表面镜面抛光的制品,可选用的材料有S136、2316、718S、NAK80、PAK90、420。对于透明度极高的模具,应选择S136,其次是420。三级模具采用的大多是预硬材料,牌号有S136H、2316H、718H、083H,硬度HB270-340。四、五级模具用到的有P20、718、738、618、2311、2711等,对要求特低的模具,也可能用S50C、45#钢,也就是直接在模架上做型腔。不同国家的钢材代号 1.美国标准AISI代号: P1-P19:低碳钢 P20-P39:低碳、高合金钢 (塑料模具钢) 2XX、3XX、4XX、6XX:不锈钢 (Stainless Steel) H1-H19:铬基 (Chromium base - 热作钢) Wx:水硬化钢 Sx:耐冲击钢 Ox:油硬化钢 (Oil Steel) Ax:空气硬化钢 Dx:高碳、高铬钢 (Chromium Steel) Mx:钼基 (HSS-高速钢) 2.德国标准DIN代号: 1.2738:低碳、高合金 (P20 - 塑料模具钢) 1.2311:低碳、高合金 (P20 - 塑料模具钢) 1.2312:低碳、高合金、自由切削 (P20-自由切削) 1.2083: 不锈钢(420-耐酸钢) 1.2316: 高性能不锈钢 (420-高耐酸钢) 1.2343: 铬基 (铬基-H11-热作钢) 1.2344: 铬基 (铬基-H13-热作钢) 1.2510: 低合金钢 (O1-石油钢) 1.2379: 高碳高铬钢 (D2 - 铬钢) 3.日本标准 JIS 代码: SxxC: 普通碳钢(黄卡-S55C) SUSxx: 不锈钢 (耐酸钢-420) SCrx: 铬钢 SCMx: 铬钼钢(P20) SKx:碳素工具钢 SKSx:低合金钢 (石油钢-O1) SKD11:中高合金钢(铬钢-D2) SKD6:中高合金钢(中高合金钢-H11) SKD61:中高合金钢(中高合金钢-H13) SKHxx:高速钢(高速钢-M 2) SUMx:易切削钢(易切削钢) SUJx:轴承钢 常见进口模具钢材及其参数、性能 瑞典ASSAB STAVAXESR-S136—高耐磨耐蚀预硬镜面钢 出厂状态:HB215 相当于布德鲁斯标准:2316 相当于博勒标准:M310 相当于日立标准:HPM38 相当于DAIDO标准:PAK90 耐磨性:★★★☆☆ 韧性: ★★★☆☆ 尺寸稳定性:★★★☆☆ 机械加工性:★★★☆☆ 抛光性:★★★★★ 耐腐蚀性:★★★★☆ 产品描述:高级不锈钢工具钢。

优良的耐腐蚀性、抛光性、耐磨性及可加工性。电火花加工可获得超镜面加工效果及高品质表面。淬火时稳定性极佳,模具长期使用后,模腔表面仍能保持原有的光滑状态。模具在潮湿环境下操作或储存时无需特殊防护。推荐用于对抛光要求较高的注塑模具及腐蚀性塑料模具。瑞典ASSAB 8402-优质热作工具钢 工厂状态:HB 185 相当于布德鲁斯标准:2344 相当于博勒标准:W302 相当于日立标准:DAC 相当于大同标准:DHA1 耐磨性:★★☆☆☆ 韧性:★★★☆☆ 淬硬性:★★★☆☆ 机械加工性:★★★☆☆ 产品描述:在高低温下均有良好的耐磨性,韧性和延展性优异,机械加工性和抛光性能稳定优良,高温强度和抗热疲劳性能优良,淬硬性优良,热处理时尺寸变形极小。用于金属热锻模、铝挤压模、塑料模、铝压铸模等。瑞典ASSAB 8407-高级热作工具钢工厂状态:HB 185 相当于布德鲁斯标准:2344ESR 相当于日立标准:DAC 相当于DAIDO标准:DHA1 耐磨性:★★★☆☆ 韧性:★★★☆☆ 淬硬性:★★★☆☆ 机械加工性:★★★★☆ 产品描述:为铬、钼、钒合金工具钢,经特殊的炼钢工艺和严格的品质控制而获得的高纯度、细组织钢。8407的各向同性(等向性)优于一般传统冶炼体系H13。

这对于模具如压铸模、锻造模、挤压模等的抗机械疲劳和热应力疲劳性能更有价值。因此,8407模具硬度比普通H13可提高1-2HRC而不牺牲韧性。高硬度可减缓热裂的发生,增加模具寿命。用于各种金属压铸模、挤压模、高品质塑料模具。瑞典ASSAB ASP23-高耐磨高韧性粉末高速钢 工厂状态:HB 260 相当于日立标准:HAP10 耐磨性:★★★★☆ 韧性:★★★☆☆ 尺寸稳定性:★★★☆☆ 加工性:★★★☆☆ 产品描述:为铬钼钒粉末钢,耐磨性高(抗磨粒磨损),抗压强度高,淬硬性非常好,韧性好,热处理后尺寸稳定性好,抗回火软化性好。ASP-23特别适合于薄型工件的冲裁成形,或因磨粒磨损与粘着磨损混合而导致的模具失效,或为磨粒磨损,表面产生塑性变形的危险性也高。例如中碳钢或高碳钢的冲裁,淬硬钢板或冷轧钢带的冲孔,含玻璃纤维的塑料模具。瑞典ASSAB XW-42-高级高耐磨冷作工具钢 工厂状态:HB210 相当于布德鲁斯标准:2379 相当于博勒标准:K110 相当于日立标准:SLD 相当于DAIDO标准:DC11 耐磨性:★★★☆☆ 韧性:★★★☆☆ 尺寸稳定性:★★★☆☆ 机械加工性:★★★☆☆ 产品描述:为含钼、钒的高碳、高铬合金工具钢。

兼具耐磨性与韧性,又有优良的淬火性能,常推荐用于要求耐磨性好,又有适当韧性(抗冲击性)的模具。例如:精密五金模具、半导体模具、精密零件等。瑞典ASSAB 718HH-高抛光预硬精密塑胶模具钢出厂状态:预硬HB 330-370 相当于布德鲁斯标准:2711耐磨性:★★★☆☆ 韧性:★★★☆☆ 机械加工性:★★★☆☆ 抛光性:★★★★☆ 耐腐蚀性:★★★☆☆ 产品描述:为真空熔炼的铬镍钼合金钢,改进的预硬塑胶模具钢,出厂前已进行淬火回火处理,无淬火开裂及热处理变形危险,不需进行热处理。可采用氮化和火焰硬化处理,提高模具表面硬度和耐磨性。非常好的抛光性能,提高耐磨性。用于热塑性塑料注塑模和挤出模,表面光洁度要求高的塑料制品模,吹塑模,成型模,结构件,轴类。瑞典VIKING—高耐磨高韧性冷作工具钢出厂状态:HB225耐磨性:★★★☆☆韧性:★★★★☆尺寸稳定性:★★★☆☆加工性:★★★☆☆产品描述:热处理尺寸稳定性好,机械加工性好,结合优异的韧性和良好的耐磨性。适用于精冲压模、切边模、深拉伸模、冷锻模等。 日本大同NAK80—预硬镜面精密塑胶模具钢 工厂状态:HRC37-43 相当于日立标准:HPM50 耐磨性:★★★☆☆ 韧性:★★★☆☆ 机械加工性:★★★☆☆ 抛光性:★★★★☆ 耐腐蚀性:★★★☆☆ 产品描述:预硬钢(36-43HRC),不需热处理,可直接加工;表面与心部硬度比较均匀,切削加工性良好;放电加工性良好,放电工艺后的磨削非常容易,因为放电工艺后的表面硬度均匀,白层硬度低;镜面抛光性佳;焊接性佳;蚀刻性佳;尺寸稳定性,适用于精密零件及大批量生产。

此材料由于受化学成分的影响,脆性较大,用于较复杂的模具时,在加工应力集中的地方容易开裂。热敏感性大,焊接时需预热、保温、焊后热处理及消除应力回火,否则有焊接失败的风险。需注意加工温度超过520℃时,会引起尺寸变化。 日本大同DC53—高硬度高韧性冷作工具钢 工厂状态:HB255 相当于日立标准:SLD8 相当于一胜百标准:ASSAB88 耐磨性:★★☆☆☆ 韧性:★★★★☆ 尺寸稳定性:★★☆☆☆ 机械加工性:★★★☆☆ 抛光性:★★★☆☆ 产品描述:大同钢DC53是在SKD11的基础上改进而来,热处理后硬度比SKD11高。经高温(520-530℃)回火后,可达到62-63HRC的高硬度。强度超过SKD11,韧性是SKD11的两倍。在冷作模具钢中韧性更为突出。因此,DC53很少发生开裂和断裂,大大提高了使用寿命。通过高温回火,降低了线切割后的残余应力。因此,抑制了大型模具和要求精度的模具在线切割后的裂纹和变形。切削性能超过SDK11。DC53的切削性能优于SDK11。因此,使用DC53可以增加模具寿命,减少加工工序。

日本大同 NAK55—高预硬高性能精密模具钢 出厂状态:HRC37-43 耐磨性:★★★☆☆ 韧性:★★★☆☆ 加工性:★★★☆☆ 抛光性:★★★★☆ 产品描述:预硬钢,无需任何热处理,适合镜面抛光。主要用于镜面抛光模具,具有优良的抛光、切削、蚀刻性能。日本大同S-STAR—预硬高抛光耐腐蚀塑料钢 工厂状态:HRC30-34 相当于布德鲁斯标准:X40Cr13 相当于日立标准:HPM38 相当于一胜百标准:S136 耐磨性:★★★☆☆ 尺寸稳定性:★★★★☆ 加工性:★★★★☆ 抛光性:★★★★★ 耐腐蚀性:★★★★☆ 产品描述:预硬耐腐蚀高抛光不锈钢,高抛光性、耐腐蚀性好、耐磨性好、尺寸稳定性好,适用于要求高镜面、高耐磨、耐腐蚀的模具。例如:橡胶模具、VCD碟片模具、化妆品容器、以及医疗器械工具等等。 日本大同DHA1—高性能热作工具钢 JIS SKD61 工厂状态:HB229 相当于布德鲁斯标准:2344 相当于博勒标准:W302 相当于日立标准:DAC 相当于一胜百标准:8402 耐磨性:★★★☆☆ 韧性:★★★☆☆ 红硬性:★★★☆☆ 尺寸稳定性:★★★☆☆ 机械加工性:★★★☆☆ 抛光性:★★☆☆☆ 产品描述:大同钢材DHA1广泛应用于铝、镁压铸模具。

具有良好的切削性、耐热性的平衡,是通用的热作模具钢,DHA1用于铝镁压铸模具、压铸模具相关部件、热冲压模具、热挤压模具、热剪切刀片等。日本大同DC11—高硬度、高耐磨、高铬工具钢JIS SKD11出厂状态:HB255相当于布德鲁斯标准:2379相当于伯勒标准:K110相当于日立标准:SLD相当于一胜百标准:XW-42耐磨性:★★★☆☆韧性:★★★☆☆尺寸稳定性:★★★☆☆加工性:★★★☆☆产品描述:寿命长、高耐磨、高韧性、耐冲击、热处理后不易变形、组织细密,主要用于落料模、精密五金冲压模、冷成型模、冷拉伸模、成型滚轮、冲头等。日本日立金属HPM1 — 高级预硬模具钢 品牌:日本日立金属 工厂状态:HRC37-42 相当于DAIDO标准:NAK55 耐磨性:★★★☆☆ 韧性:★★★☆☆ 加工性:★★★☆☆ 抛光性:★★★★☆ 耐腐蚀性:★★★☆☆ 产品描述:高级预硬塑胶模具钢,硬度可达HCR37-42℃,无需进一步热处理。 采用特殊溶出,切削性能良好(最佳为HRC40) 大型模具材料还具有内外均衡的硬度与加工性能,切削性能良好,抛光性能良好,无需热处理,切削性能良好,耐腐蚀性良好,抛光性能优良。

主要用于精密橡胶模具,高强度模板等。 日立金属SLD—高耐磨高铬冷作工具钢JIS SKD11 品牌:日立金属 工厂状态:HB210 相当于布德鲁斯标准:2379 相当于博勒标准:K110 相当于DAIDO标准:DC11 相当于一胜百标准:XW-42 耐磨性:★★★☆☆ 韧性:★★★☆☆ 尺寸稳定性:★★★★☆ 加工性:★★★☆☆ 产品描述:一种用途广泛的通用冷作工具钢,具有极高的耐磨性,较高的抗压强度,较好的韧性,淬火性能好,热处理变形小。近年来随着等向性炼钢工艺(Isotropy)的应用,SLD的性能得到进一步的提升,使用效果明显优于其他SKD11模具材料。用于冲压、落料、剪切、拉伸、弯曲、冲压、冷挤压、冷锻、粉末压制等模具。日本日立金属HPM50-高抛光预硬精密模具钢品牌:日本日立金属工厂状态:HRC38-43相当于DAIDO标准:NAK80耐磨性:★★★☆☆韧性:★★★★☆可加工性:★★★☆☆抛光性:★★★★☆耐腐蚀性:★★☆☆☆产品描述:具有良好的抛光性能,放电性能优良,处理后的表面非常好,可以代替蚀刻工艺。放电时(电火花)

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