模具钢

在加工模具时，由于模具的应用非常广泛，各种模具的工作条件差异很大，因此模具材料的制造范围非常广泛，在模具材料中应用更广泛的是模具钢。从碳结构钢、碳工具钢、合金结构钢、合金工具钢、弹簧钢、高速工具钢、不锈钢耐热钢到马氏体及时钢、粉末高速钢、粉末高合金模具钢等。模具钢一般可分为冷模具钢、热模具钢和塑料成型模具钢三类冷模具冷模具钢主要用于制造冷状态下的工件压制模具。如：冷冲压模具、冷冲压模具、冷拉深模具、压印模具、冷挤压模具、螺纹压模具、粉末压模具等。冷模具钢的范围非常广泛，.从各种碳工具钢、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。冷模具钢是一种真空脱气精炼钢，内质纯净，机械加工良好，切割显著提高，淬火性好，空冷淬火不易淬火，耐磨性优异，韧性好，可用作不锈钢和高硬度材料的切割模具。热模具热模具钢主要用于制造高温工件的压力加工模具。如：热锻模具、热挤压模具、压铸模具、热锻模具等。常用的热作模具钢包括：添加中高碳含量Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具钢；对于特殊要求的热模具钢，有时由高合金奥氏体耐热模具钢制成。由于塑料种类繁多，塑料模具对塑料制品的要求差异很大，对塑料模具材料的制造也提出了不同的性能要求。因此，许多工业发达**形成了广泛的塑料模具钢系列。包括碳结构钢、渗碳塑料模具钢、预硬塑料模具钢、及时硬化塑料模具钢、耐腐蚀塑料模具钢、易切割塑料模具钢、整体硬化塑料模具钢、马氏体及时性钢、镜面抛光塑料模具钢等。使用性能

强度性能（1）硬度是模具钢的主要技术指标。为了在高应力的作用下保持其形状和尺寸不变，模具必须具有足够高的硬度。冷模具钢的一般硬度保持在室温下HRC60热作模具钢一般根据其工作条件保持在左右HRC40~55范围。对于同一钢种，在一定的硬度值范围内，硬度与变形抗力成正比；但塑性变形抗力可能与具有相同硬度值的成分和组织不同的钢种有明显差异。（2）红硬 在高温下工作的热模需要保持其组织和性能的稳定性，以保持足够高的硬度，称为红硬。碳工具钢和低合金工具钢通常可以使用180~250℃铬钼热作模具钢一般在温度范围内保持这种性能550~600℃这种性能在温度范围内保持。钢的红硬度主要取决于钢的化学成分和热处理工艺。(3)抗压屈服强度和抗压弯曲强度 模具在使用过程中往往受到高强度压力和弯曲的影响，因此模具材料必须具有一定的抗压强度和抗弯强度。在许多情况下，抗压试验和抗弯试验的条件接近于模具的实际工作条件(例如，测量的模具钢的抗压屈服强度与冲头工作时的变形抗力相匹配)。抗弯试验的另一个优点是应变量的**值大，能够灵敏地反映不同钢种在不同热处理和组织状态下的变形抗力差异。在工作过程中，模具承受冲击载荷。为了减少使用过程中断裂、崩刃等形式的损伤，模具钢需要具钢具有一定的韧性。模具钢的化学成分、晶粒度、纯度、碳化物和夹杂物的数量、形状、尺寸和分布，尤其是热处理后的金相组织和耐磨性。因此，应合理选择钢的化学成分，采用合理的精炼、热加工和热处理工艺，使模具材料的耐磨性、强度和韧性达到更佳协调。冲击韧性表特征材料在整个冲击过程中吸收的总能量。然而，许多工具在不同的工作条件下疲劳断裂，因此传统的冲击韧性不能充分反映模具钢的断裂性能。采用小能量多冲击断裂功能或多断裂寿命、疲劳寿命等试验技术。在使用条件下，耐热疲劳热作模具钢除了承受负荷的周期性变化外，还受到高温和周期性冷热的影响。因此，在评价热作模具钢的断裂抗力时，应注意材料的热机械疲劳断裂性能。热机械疲劳是一种综合性能指标，包括热疲劳性能、机械疲劳裂纹的扩展速率和断裂韧性。热疲劳性能反映了热疲劳循环前材料的热疲劳强度，如果热疲劳强度足够高，则每种材料都必须具有较高的应力强度。在应力恒定的前提下，模具中已经存在疲劳裂纹。如果模具材料的断裂韧性值较高，则裂纹必须扩展得更深，才能发生不稳定的扩展。也就是说，耐热疲劳性决定了疲劳裂纹萌生前的使用寿命；裂纹膨胀率和断裂韧性可以决定裂纹萌生后亚临界膨胀的使用寿命。因此，如果热模具想要获得较高的使用寿命，模具材料应具有较高的耐热疲劳性、较低的裂纹膨胀率和较高的断裂韧性值。耐热疲劳性能的指标可以用萌生热疲劳裂纹的热循环数，也可以用一定热循环后的条数和平均深度或长度来衡量。耐磨性决定模具使用寿命更重要的因素往往是模具材料的耐磨性。模具在工作中承受相当大的压力和摩擦大的压力和摩擦力，要求模具在强摩擦下保持其尺寸精度。模具的磨损主要是机械磨损和高速磨损。为了保持模具钢的高速磨损，需要保持其他模具的高速磨损。因此，模具的工作条件对钢的磨损有很大的影响。相对耐磨指数可以通过模拟试验方法测量，作为表示不同化学成分和组织状态下耐磨水平的参数。为了显示指定毛刺高度前的寿命，反映各种钢的耐磨水平；试验是基于Cr12MoV钢为基准（?=1）进行比较。咬合阻力实际上是冷焊接时的阻力。这种性能对模具材料更为重要。在干摩擦条件下，试验工具钢样品和具有咬合倾向的材料（如奥氏体钢）以一定速度逐渐增加载荷。此时，扭矩也相应增加，称为咬合临界载荷，临界载荷越高，咬合阻力越强。性能要求

1、退火工艺球化退火温度范围宽，退火硬度低，波动范围小，球化率高。2、可锻性具有较低的热锻变形阻力、良好的塑性、较宽的锻造温度范围、较低的锻裂冷裂和网状碳化物的沉淀倾向。3、氧化和脱碳敏感性高温加热时，抗氧化怀能好，脱碳速度慢，对加热介质不敏感，麻点倾向小。4、切割加工量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。5、淬火后可获得较深的淬火层，并可通过使用温和的淬火介质进行淬火。6、可磨砂轮损耗相对较小，无烧伤极限，磨削量大，对砂轮质量和冷却条件不敏感，不易磨损和磨削裂纹。7、淬火后表面硬度均匀高。8、淬火变形开裂倾向于常规淬火体积变化小、形状翘曲轻微、异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低，对淬火温度和工件形状不敏感。产品分类

冷作模具(1)分为五组：W组、O组、A组、D组、S组。 　◆ W水淬模具钢有11种钢种和7种碳模具钢0.7%-1.3%。 　◆ O模具钢(俗称油钢)有四种钢种，含碳量为0.85%-1.55%， 　◆ A组即空淬合金冷作模具钢，有9种钢种，碳含量从0.5%-2.25%。 　◆ D组即高碳高铬冷作模具钢，有7个钢种，含碳量0.9%-2.5%。 　◆ S组耐冲击工具钢，含碳量7种0.4%-0.6●（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)，专用工具钢（L组）。 HRC60-62。硬度低于耐冲击、韧性高的模具HRC60- 62，主要用S类和部份A类别和更常见的类别，弹簧钢，热模具或基础钢。对于大型压模，如汽车外部冲压部件，主要使用铸铁。简单或使用寿命少的基础合金或高分复合材料。 高速钢和超高速冷模的应用发展迅速。主要是高的"抗压强度/硬度" 比值。硬度可在HRC60-70之间选择。 　粉末模具钢有优良的耐磨寿命，硬度不大高HRC60-62，应用相当多。使用寿命为1000000或软材料的碳头钢模具仍有一定的应用范围。热模具美国热模具钢有两类：热模具钢和超热强合金。 热模具在温度条件下工作，要求材料具有热强度和热耐磨性。为了保证模具的使用寿命，热冷交替模具会开裂，即热疲劳，因此材料需要耐热性和耐疲劳性。主裂纹：热裂纹排列（6G，6F2，6F3）→中铬热作模具钢（H11、H12、H13）→钨热作模具钢（H21，H22）。例如，热锻模具钢：6H4。使用H11、H12、H13当不能满足热耐磨性时，可以选择6H1，6H2。 当模具需要热作耐磨性时，可以选择D2，D4→M2，M4→粉末钢。钢结硬质合金和钴基硬质合金的高温耐磨性很高，但其热疲劳（即冷热抗疲劳裂纹）很差，不能在急、冷、热状态下使用。美国是**个在工具钢中列出塑料模具专用钢的**P以表示为主，分为五类。◆ 渗碳型塑料模具钢：P1，P2，P3，P4，P5，P6。这种钢含碳量很低，主要是在美国早期，采用挤压成型方法，需要良好的冷塑性，挤压性能高，表面渗碳淬火成型后提高表面硬度，使用寿命长。芯部的超低碳可以减少淬火过程中的变形。◆调质塑料模具：P20，P21。塑料模具中P20用量大，已成为主体，多用于预硬状态。◆ 热固性塑料模具采用中碳合金工具钢。H13，而L2和S7，O1和A2也有应用的特点:金二级500-600oC-◆耐腐蚀性要求高的塑料模具采用不锈钢，主要钢号为420，414L，440，416。◆经过时效处理，时效钢具有较高的使用性能。有两种，一种是P21低碳Ni-A1时效钢；另一种是18Ni马氏体及时性钢。后者是无碳、高纯度、高强度、高韧性的材料。用于机械性能、尺寸精度、清洁度和耐腐蚀性要求高的塑料模具。塑料模具钢选择 ：薄壁塑料箱，生产批量小于10万件，使用P20，P21预硬态（HB250~300)腐蚀性强时使用，414L。使用寿命高的普通塑料模具P6或P20，经渗碳淬火后的硬度HRC54-58；当塑料件不太大时，可以使用O1，S7。腐蚀性较强时用420。非高温的热固性模用P6，P20渗碳淬火后使用。腐蚀性强，420。高温热固性塑料模具H13和S7或渗碳钢P4。这些铬含量高，抗回火性好，抗高温氧化性好。塑料模具塑料钢分为预硬普通塑料模具钢、预硬优质塑料模具钢、预硬高硬度塑料模具钢、预硬耐腐蚀镜面塑料钢、耐腐蚀镜面塑料模具钢5小型塑料模具钢质量等级分配模具SPI-SPE 标准分为以下几类.一. 101 类模(SPI-SPE 长期精密生产模具标准1000、000 啤酒或以上)1. 需要详细的模具结构图.2. 模胚材料更低硬度 280BN.(DME #2 钢 / 4140 钢3. 有胶位的内模钢必须硬到 48~50HRC.行位、压锁、压条等其他部件也应为硬件.4. 顶针板应有导柱.5. 行位要有硬片6. 如有必要，应控制上模、下模和行位的温度.7. 建议使用无电浸镍或420 不锈钢作为所有运水道的模板.这样可以防止生锈和清理垃圾.8. 需要直锁或斜锁.二. 102 类模. (啤酒不超过100万啤酒，生产模具.)1. 需要详 细