產(chǎn)品詳情
材料名稱:模具鋼
材料牌號:SKD11
材料標(biāo)準(zhǔn):JIS G4404:2000
材料熱處理硬度:HRC58-60,SKD11是-種高碳高鉻合金工具鋼,熱處理后具有很高的硬度磨性,并具有淬透性強(qiáng),尺寸穩(wěn)定性好的特點(diǎn),適宜制做高精度長壽命冷作模具及熱固成型塑料模具。
SKD11特性:具有良好的韌性與抗高溫疲勞性能能承受溫度聚變,適宜在高溫下長期工作具有良好的切削性能和拋光性能。
用途介紹
厚度不大于6mm薄板材,高效落料模。沖載模及壓印模各種剪刀、鑲嵌刀片、木工刀片螺紋軋制模和耐磨滑塊冷鐓模具,熱固樹脂成型模,高級量規(guī)等深拉成型、冷擠壓模具。
SKD11使用方法(僅供參考)
A.“淬火+回火”狀態(tài)下使用
B.“淬火+冷處理+回火”狀態(tài)下使用(適于高精度與尺寸穩(wěn)定要求)
C.“淬火+回火+氮化處理”狀態(tài)下使用(適于表面高硬度要求)
D.深冷處理 為獲得最高硬度和尺寸穩(wěn)定性,模具在淬火后立即深冷-70至-80℃,保持3-4小時(shí),然后再回火處理,經(jīng)深冷處理的工具或模具硬度比常規(guī)熱處理硬度高1-3HRC。形狀復(fù)雜和尺寸變化較大的零件,深冷處理有產(chǎn)生開裂的危險(xiǎn)。
E.氮化處理 模具或工件氮化處理后,表面形成一層具有很高硬度和一定耐蝕性的硬化組織。
F.在525℃氮化的處理,工件表面硬度約為1250HV,氮化時(shí)間對滲層影響如下表所示。氮化時(shí)間(小時(shí)) 20 30 60滲氮層深度mm 0.25 0.30 0.35
G.在570℃軟氮化處理,工件表層硬度約為950HV。通常軟氮化處理2小時(shí),硬化層深度可達(dá)到10-20um,磨削加工模坯或工作在低溫回火狀態(tài),磨削容易產(chǎn)生磨削開裂。為防止裂紋發(fā)生應(yīng)采取小的磨削進(jìn)給量多次磨削,同時(shí)輔加良好的水冷條件。
線切割加工形狀復(fù)雜或尺寸較大的模具,最終成行采用線切割加工時(shí),通常會遇到開裂現(xiàn)象發(fā)生。
為防止開裂,建議采用氣淬及高溫回火處理,以降低熱處理應(yīng)力,或?qū)δE哌M(jìn)行腔預(yù)加工處理。
化學(xué)成份
C 1.40-1.60
Si 0.40
Mn 0.50
Cr 11.00-13.00
Mo 0.80-1.20
V 0.30
熱處理
淬火:先預(yù)熱700-750℃,再加熱至1000-1050℃在靜止空氣中冷卻,如鋼具厚度在6寸以上者加熱至980-1030℃在油中淬硬更佳。
回火:加熱至150-200℃,在此溫度中停留,然后在靜止空氣中冷卻。
硬度:HRC61以上。
退火:加熱至800-850℃,在此溫度停留1-3小時(shí),在爐中任其漸冷。
鍛制:900-1050℃。
模具鋼簡介
模具鋼是用來制造冷沖模、熱鍛模壓鑄模等模具的鋼種。模具是機(jī)械制造、無線電儀表、電機(jī)、電器等工業(yè)部門中制造零件的主要加工工具。模具的質(zhì)量直接影響著壓力加工工藝的質(zhì)量、產(chǎn)品的精度產(chǎn)量和生產(chǎn)成本、而模具的質(zhì)量與使用壽命除了靠合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工精度外,主要受模具材料和熱處理的影響。
模具鋼大致可分為:冷軋模具鋼、熱軋模具鋼和塑料模具鋼三類,用于鍛造、沖壓、切型、壓鑄等。由于各種模具用途不同,工作條件復(fù)雜,因此對模具用鋼,按其所制造模具的工作條件,應(yīng)具有高的硬度、強(qiáng)度、耐磨性,足夠的韌性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。由于這類用途不同,工作條件復(fù)雜,因此對模具用鋼的性能要求也不同。
冷軋模具包括冷沖模、拉絲模、拉延模、壓印模、搓絲模、滾絲板、冷鐓模和冷擠壓模等。冷作模具用鋼,按其所制造具的工作條件,應(yīng)具有高的硬度、強(qiáng)度、耐磨性、足夠的韌性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。用于這類用途的合金工具用鋼一般屬于高碳合金鋼,碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.80%以上,鉻是這類鋼的重要合金元素,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常不大于5%。但對于一些耐磨性要求很高,淬火后變形很小模具用鋼,最高鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)13%,并且為了形成大量碳化物,鋼中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)也很高,最高可達(dá)2.0%~2.3%。冷作模具鋼的碳含量較高,其組織大部分屬于過共析鋼或萊氏體鋼。常用的鋼類有高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢釧鋼等。
熱軋模具分為錘鍛、模鍛、擠壓和壓鑄幾種主要類型,包括熱鍛模、壓力機(jī)鍛模、沖壓模、熱擠壓模和金屬壓鑄模等。熱變形模具在工作中除要承受巨大的機(jī)械應(yīng)力外,還要承受反復(fù)受熱和冷卻的做用,而引起很大的熱應(yīng)力。熱作模具鋼除應(yīng)具有高的硬度、強(qiáng)度、紅硬性、耐磨性和韌性外,還應(yīng)具有良好的高溫強(qiáng)度、熱疲勞穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性和耐蝕性,此外還要求具有較高的淬透性,以保證整個(gè)截面具有一致的力學(xué)性能。對于壓鑄模用鋼,還應(yīng)具有表面層經(jīng)反復(fù)受熱和冷卻不產(chǎn)生裂紋,以及經(jīng)受液態(tài)金屬流的沖擊和侵蝕的性能。這類鋼一般屬于中碳合金鋼,碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.30%~0.60%,屬于亞共析鋼,也有一部分鋼由于加入較多的合金元素(如鎢、鉬、釩等)而成為共析或過共析鋼。常用的鋼類有鉻錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鎢鋼等。
塑料模具包括熱塑性塑料模具和熱固性塑料模具。塑料模具用鋼要求具有一定的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、熱穩(wěn)定性和耐蝕性等性能。此外,還要求具有良好的工藝性,如熱處理變小、加工性能好、耐蝕性好、研磨和拋光性能好、補(bǔ)焊性能好、粗糙度高、導(dǎo)熱性好和工作條件尺寸和形狀穩(wěn)定等。一般情況下,注射成形或擠壓成形模具可選用熱作模具鋼;熱固性成形和要求高耐磨、高強(qiáng)度的模具可選用冷作模具鋼。
分類
美國按模具服役條件將模具鋼分為四大類,美國金屬學(xué)會工具鋼委員會列出了:冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼、塑膠模具鋼等四大類。其中,冷作模具鋼又分出12小類,熱作模具鋼9小類,塑料模具鋼2小類,塑膠模具鋼5小類。每個(gè)小類的選材又取決于三個(gè)主要因素:
尺寸大小和形狀的復(fù)雜性,
被加工的材料,
耐久性要求或設(shè)計(jì)壽命。
冷作模具鋼
可分為五組:W組、O組、A組、D組、S組。
W組即水淬模具鋼,有11個(gè)鋼種,7個(gè)碳素模具鋼,含碳量從0.7%-1.3%。
O組即油淬冷作模具鋼(俗稱油鋼),有4個(gè)鋼種,含碳量在0.85%-1.55%,
A組即空淬中合金冷作模具鋼,有9個(gè)鋼種,含碳量從0.5%-2.25%。
D組即高碳高鉻冷作模具鋼,有7個(gè)鋼種,含碳量0.9%-2.5%。
S組即耐沖擊工具鋼,有7個(gè)鋼種,含碳量0.4%-0.6%。
用于冷作模具還有高速鋼(HSS組)和超高速鋼(SHSS組),鈷基硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金(HA組),粉末鋼和工程陶瓷(PIM組),碳鎢工具鋼(F組),特殊用途工具鋼(L組)。
冷軋模具鋼的選用
冷軋模具鋼的主系列是高硬冷作類,主要用于要求高抗壓和耐磨為主的模具,硬度高于HRC60-62。對于要求耐沖擊、韌性高的模具,硬度低于HRC60- 62,主要用S類和部份A類和最普通的調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、熱作模具或基體鋼。對于大型沖壓模,如汽車外型沖壓件,主要用鑄鐵類。簡易或壽命數(shù)量少的用鋅基合金或高分子復(fù)合材料。
高速鋼和超高速鋼在冷作模具中的應(yīng)用迅速增長。主要是有高的"抗壓強(qiáng)度/硬度" 比值。且硬度可在HRC60-70之間選擇。
粉末模具鋼有優(yōu)良的耐磨壽命,硬度不大高HRC60-62,應(yīng)用相當(dāng)多。
碳素工具鋼在壽命10萬件的沖頭或軟材料沖壓模仍有一定的應(yīng)用范圍。
熱軋模具鋼
美國熱軋模具鋼分二大類:熱軋模具鋼,和超級熱強(qiáng)合金。
熱軋模具由于在有溫度的條件下工作,要求材料具有熱強(qiáng)性和熱耐磨性,為了保證模具的使用壽命模具要冷卻,熱冷交替模具會出現(xiàn)龜裂,即熱疲勞裂紋,所以材料又要求有抗裂紋能力和抗熱疲勞性能。
按熱強(qiáng)性排列的主系列進(jìn)行選材:
低合金調(diào)質(zhì)模具鋼(6G,6F2,6F3),中鉻熱作模具鋼(H11、H12、H13),鎢熱作模具鋼(H21,H22)。
非標(biāo)準(zhǔn)的熱作模具鋼:例如熱鐓鍛模具用時(shí)效硬化型的6H4。使用H11、H12、H13出現(xiàn)了不能滿足熱耐磨性時(shí),可以選擇6H1,6H2。
當(dāng)要求模具以熱作耐磨性為主時(shí),可以選擇D2,D4,M2,M4粉末鋼。鋼結(jié)硬質(zhì)合金、鈷基硬質(zhì)合金的高溫耐磨性是很高的,但其熱疲勞性(即冷熱抗疲勞裂紋)很差,不能在急冷急熱狀態(tài)下使用。
塑料模具鋼
美國是最早在工具鋼中列出塑料模具專用鋼的國家,以P來表示為主,共分為五類。
滲碳型塑料模具鋼:P1,P2,P3,P4,P5,P6。這類鋼含碳量很低,主要是美國早期及用擠壓成型制模法,要求冷塑性好,有高的擠壓性能,成型后表面滲碳淬火提高表面硬度,使用壽命長。芯部超低碳可使淬火時(shí)變形量最小。
調(diào)質(zhì)型塑料模具:P20,P21。塑料模具中P20的用量很大,已成為主體,大多數(shù)在預(yù)硬狀態(tài)時(shí)使用。
中碳合金工具鋼用于熱固性塑料模。鋼號有H13,而L2和S7,O1和A2也有應(yīng)用。這一類的特點(diǎn)是:
(1)基本屬二次硬化金鋼,500-600oC時(shí)的熱強(qiáng)性好。
(2)含鉻較高,大氣腐蝕性好。
(3)淬透性極好,適用于大模塊。
不銹鋼用于耐蝕性要求高的塑料模,主要鋼號有420,414L,440,416。
時(shí)效鋼是經(jīng)過時(shí)效處理而獲得高的使用性能。有兩種,一種是P21低碳Ni-A1時(shí)效鋼;另一類是18Ni馬氏體時(shí)效鋼。后者是用于宇航工業(yè)的無碳高純度、高強(qiáng)度、高韌性的材料。用于力學(xué)性能、尺寸精度、光潔度和耐蝕性都要求高的塑料模具中。
塑料模具鋼的選用
薄壁的塑料箱體,生產(chǎn)批量在小于10萬件時(shí),用P20,P21預(yù)硬態(tài)(HB250~300),腐蝕性較強(qiáng)時(shí)用414L。
高壽命的普通塑料模,用P6或P20,經(jīng)滲碳一淬火后硬度在HRC54-58;塑料件不太大時(shí),可用O1,S7。腐蝕性較強(qiáng)時(shí)用420。
非高溫的熱固性模用P6,P20經(jīng)滲碳淬火后使用。腐蝕性強(qiáng)用420。
高溫?zé)峁绦运芰夏S肏13和S7或滲碳鋼P(yáng)4。這些含鉻較高有好的抗回火性和抗高溫氧化性。
塑膠模具鋼
塑膠模具鋼分預(yù)硬普通塑膠模具鋼,預(yù)硬優(yōu)質(zhì)塑膠模具鋼,預(yù)硬高硬度塑膠模具鋼,預(yù)硬抗腐鏡面塑膠模具鋼,抗腐鏡面塑膠模具鋼5小類塑膠模具鋼質(zhì)量等級分配。