模具钢主要分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三大类。其中,冷作模具钢分为12个小类,热作模具钢为9个小类,塑料模具钢材料模具钢为2个小类。
选择模具钢材时应注意的事项:
◆ 尺寸和形状复杂,
◆ 待加工材料,
◆ 耐久性要求或设计寿命。
冷作模具钢分为五组:W组、O组、A组、D组和S组。主要系列为高硬冷作型,主要用于要求耐高压、耐磨的模具。硬度高于HRC60-62。对于要求耐冲击和高韧性的模具,硬度低于HRC60-62,主要采用S型和部分A型以及最常见的调质钢、弹簧钢、热作模具或基体钢。对于大型冲压模具,如汽车外饰冲压件,主要采用铸铁。对于简单或低寿命的应用,使用锌基合金或聚合物复合材料。
对于冷作模具,还有高速钢(HSS组)和超高速钢(SHSS组)、钴基硬质合金和钢结硬质合金(HA组)、粉末钢和工程陶瓷( PIM组)、碳钨工具钢(F组)、特殊用途工具钢(L组)。
2.热作模具钢
美国热作模具钢分为热作模具钢和超热强合金两大类。
由于热作模具在高温条件下工作,因此要求材料具有热强度和耐热磨损性能。为了保证模具的使用寿命,必须对模具进行冷却。开裂,即热疲劳裂纹,在冷热交替的模具中会发生,因此材料也要求具有抗裂性和抗热疲劳性。
3、塑料模具钢
美国是最早将工具钢中塑料模具专用钢列入的国家,主要以P为代表,分为五类。
◆渗碳塑料模具钢
◆调质塑料模具:P20、P21。
◆ 热固性塑料模具采用中碳合金工具钢。钢级包括H13、L2和S7,也使用O1和A2。该类别的特点是:
(1)它基本上是一种二次硬化金钢,在500-600oC时具有良好的热强度。
(2)含铬量高,对大气有较强的腐蚀性。
(3)淬透性优良,适合大型模块。
◆ 耐腐蚀要求高的塑料模具采用不锈钢。
◆ 时效钢通过时效处理获得高性能。有两种,一种是P21低碳Ni-A1时效钢;另一种是18Ni马氏体时效钢。后者是一种用于航空航天工业的无碳、高纯度、高强度、高韧性材料。用于机械性能、尺寸精度、光洁度、耐腐蚀性要求较高的塑料模具。
模具钢的应用
加工模具时使用。由于模具的用途广泛,各种模具的工作条件差异很大,所以制造模具所用的材料也多种多样。应用最广泛的模具材料是模具钢。从普通碳素结构钢、碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢、弹簧钢、高速工具钢、不锈耐热钢到满足特殊模具需要的马氏体时效钢、粉末高速钢、粉末高合金模具钢等。模具钢按用途一般可分为三类:冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢。
冷作模具钢
冷作模具钢主要用于制造在冷态下压制成型工件的模具。如:冷冲裁模具、冷冲压模具、冷拔模具、压印模具、冷挤压模具、螺纹压制模具和粉末压制模具等。冷作模具钢的范围很广,从各种碳素工具钢、合金钢工具钢、高速工具钢到粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢。
热作模具钢
热作模具钢主要用于制造在高温下对工件进行压力加工的模具。如:热锻模、热挤压模、压铸模、热镦模等。常用的热作模具钢有:添加Cr、W、Mo、V等的中高碳合金模具钢合金元素;对于有特殊要求的热作模具钢,有时采用高合金奥氏体耐热模具钢。 。
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异,对制作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。包括碳素结构钢、渗碳塑料模具钢、预硬塑料模具钢、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、整体淬硬塑料模具钢、马氏体时效钢及塑料模具镜面抛光用钢等
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