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模具钢材性能要求到底有哪些?

来源:www.lzmould.com  时间:2022-11-16 22:03   点击:241  编辑:诸葛建   手机版

一般说来,锤锻模用钢有两个问题比较突出一是工作时受冲击负荷作用.故对钢的力学性能要求较高,特别是对塑变抗力及韧性要求较高;二是锤锻模的截面尺寸较大(<400mm)故对钢的淬透性要求较高,以保证整个模具组织和性能均匀。 常用锤锻楼用钢有5CrNiMo、 5CrMnMo、 5CrNiW、 5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。不同类型的锤眼模应选用不同的材料。对特大型或大型的锤锻模以5CrNiMo为好.也可采用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi等。对中小型的锤锻模通常选用5CrMnMO钢。 ( 2)热挤压模用钢 热挤压模的工作特点是加载速度较慢,因此,模腔受热温度较高,通常可达500一800℃。对这类钢的使用性能要求应以高的高温强度(即高的回火稳定性)和高的耐热疲劳性能为主。对ak及淬透性的要求可适当放低。一般的热挤压模尺寸较小,常小于 70~90 mm。 常用的热挤压模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5%Cr型等热作模具钢.其化学成分如表4.16所示。

其中4CrW2Si.既可做冷作模具钢,又可做热作模具钢.由于用途不同,可采用不同热处理方法。作冷模时采用较低的淬火温度(870―900℃)及低温或中温回火处理;作热模时则采用较高的淬火温度(一般为950一1000℃)及高温回火处理。(3)压铸模用钢 从总体上看,压铸模用钢的使用性能要求与热挤压模用钢相近,即以要求高的回火稳定性与高的热疲劳抗力为主。所以通常所选用的钢种大体上与热挤模用钢相同.如常采用4CrW2Si.和3Cr2W8V等钢。但又有所不同如对熔点较低Zn合金压铸模.可选用40Cr、30CrMnSi及40CrMo等;对Al和Mg合金压铸模,可选用4CrW2Si、4Cr5MoSiV 等对Cu合金压铸模.多采用3Cr2W8V钢。 近年来.随着黑色金属压铸工艺的应用,多采用高熔点的铝合金和镍合金.或者对3Cr2W8V钢进行Cr-Al-SI三元共渗,用以制造黑色金属压铸模。最近国内外还正在试验采用高强度的铜合金作黑色金属的压铸模材料。

l)模腔表层金属受热。通常锤锻模工作时.其模腔表面温度可达300~400℃以上热挤压模可达500一800℃以上;压铸模模腔温度与压铸材料种类及浇注温度有关。如压铸黑色金属时模腔温度可达1000℃以上。这样高的使用温度会使模腔表面硬度和强度显著降低,在使用中易发生打垛。为此.对热模具钢的基本使用性能要求是热塑变抗力高,包括高温硬度和高温强度、高的热塑变抗力,实际上反映了钢的高回火稳定性。由此便可以找到热模具钢合金化的第一种途径,即加入Cr、W、Si.等合金元素可以提高钢的回火稳定性。 (2)模腔表层金属产生热疲劳(龟裂)。热模的工作特点是具有间歇性.每次使热态金属成形后都要用水、油、空气等介质冷却模腔的表面。因此.热模的工作状态是反复受热和冷却,从而使模腔表层金属产生反复的热胀冷缩,即反复承受拉压应力作用.其结果引起模腔表面出现龟裂,称为热疲劳现象,由此,对热模具钢提出了第二个基本使用性能要求.即具有高的热疲劳抗力。一般说来,影响钢的热疲劳抗力的因素主要有: ①钢的导热性。钢的导热性高,可使模具表层金属受热程度降低,从而减小钢的热疲劳倾向性。一般认为钢的导热性与合碳量有关,含碳量高时导热性低,所以热作模具钢不宜采用高碳钢。在生产中通常采用中碳钢(C0.3%5~0.6%)合碳量过低.会导致钢的硬度和强度下降.也是不利的。 ②钢的临界点影响。通常钢的临界点(Acl)越高.钢的热疲劳倾向性越低。因此.一般通过加入合金元素Cr、W、Si、引来提高钢的临界点。从而提高钢的热疲劳抗力。

‍‍塑胶模具常用钢材介绍(一)C45W中炭钢 美国标准编号:AISI1050~1055;日本标准编号:S50C~S55C德国标准编号:1.1730。中炭钢或45#钢香港称为王牌钢,此钢材的硬度为:HB170~HB220,价格便宜,加工容易,在模具上用作模架,顶柱,及一些不重要的零件上,市场上一般标准模架是采用此种钢材。 (二)40CrMnMo7预硬塑胶模具钢 美国、日本、新加坡、香港、中国标准编号:AISIP20,德国及有些欧洲国家编号:DIN:1.2311、1.2378、1.2312。此种钢是预硬钢,一般不适宜热处理,但是可以氮化处理,此钢种的硬度差距也很大,由280HRC~400视乎那间钢厂的标准,由于已作预硬处理,机械切削也不太困难,所以很合适做一些中下价模具的镶件,有些生产大批量的模具模架也采用此钢材(有些客户指定要用此钢作模架),好处是硬度比中炭钢高,变形也比中炭钢稳定,P20此种钢由于在塑胶模具被广泛采用,所以品牌也很多,其中在华南地区较为普遍的品牌有:ASSAB一胜百牌,瑞典产的有两种不同硬度,718SHB290~HB330(330~340HRC)、718HHB330~HB370(340~380HRC)。大同钢厂,日本产:NAK80(硬度400HRC+20)及NAK55(硬度400HRC+20)两种,一般情况下,NAK80做定模镶件,NAK55做动模镶件,要留意NAK55不能直接做EDM皮纹,据钢材代理解释是含硫的关系,所以EDM后留有条纹的;德胜钢厂THYSSEN,德国产,有好几种编号:GS-711(硬度340~360HRC)、 GS738(硬度320~350HRC)、GS808VAR(硬度380~420HRC)、GS318(硬度290~330HRC)、GS312(硬度290~330HRC),GS312含硫不能做EDM纹,在欧洲做模架较为普遍,GS312的Code为40CrMNMoS8,百禄(BOHLER)奥国产,编号有:M261(380~420HRC)、M238(360~420HRC)、M202(290~330HRC), M202不能做EDM纹,也是含硫,尚有其他品牌,不能尽录。 (三)X40CrMoV51热作钢 美国、中国、香港、新加坡、标准编号:AISIH13,DIN:(欧洲)1.2344;日本SKD61,此种钢材出厂硬度是:HB185~HB230须热处理。

 

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