模具钢基础知识
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一、基本分类

1.钢材种类极杂且多,其中模具用钢材分三类:
a. 塑料模具钢:高抛光度
b. 热作工具钢:高强度、耐高温
c. 冷作工具钢:耐高压、耐磨损——‘高速工具钢为其一分

2. 常见牌号标志:
a.JIS——日本工业规格
b.ASTM——美国材料试验协会规格
c. AISI——美国钢铁协会规格
d.DIN——德国国家规格


二、使用惯例

1. P20,最常用的塑料钢

2. PDS5,类似P20,但比P20难加工,缺点是温度较高易硬化

3. PDS1,不等于S45C,不是型腔用,使用在模架,以降低成本

4. 若要求耐用性,则模架材料S50CS55C,国内常见克难办法为S45C锻打,硬度更高,耐磨性比S50C更好

注:曾有人表示S45C锻打优于S50C的耐磨性,事实上,S50C恐有伪劣产品之嫌

5. 型腔钢材对硬度要求高于P20时,可选用NAK80,利于耐用

6.选择倾向:

a.塑胶钢:即用在塑胶射出成模,再区分镜面抛光、耐蚀性等要求

b.冷作钢:用在导柱套标准零件,也用在精密五金模或耐磨的塑胶模或冷冲模

c. 热作钢:铝或锌合金压铸模

7. 塑料钢许多都是预硬型,以免热处理变形

8. 各类钢材成份倾向: 中碳:含C0.3—0.8

a.塑料钢:中碳或低碳
少量镍铬系(1—10%)或中量接近SUS420不锈钢铬系(>10%)
耐腐蚀
b.热作钢:中C,少量
Cr
c.
冷作钢:高
C
注:高速钢:高C,少量钨钼钒系(甚至加钴)。加少量铬可增加强度。

9. 大类区分解说:
a. 冷作钢:
此类钢种在常温下使用,由于硬度高与耐磨要求,含碳量属于高碳钢(C>0.8%,甚至加入少量多钨钼钒元素,表助于提高耐磨性,另外,高硬度须防范发脆,故添加铬(约4—12%)以提高韧性和强度,也常辅之以锰元素

b. 热作钢:
此类钢种主要要求在于500—850左右较高温度的使用环境,故而耐高温的钨钼钒系元素与冷作钢相当,因其耐磨性非主要要求,是以含碳量仅属于中碳钢(0.3—0.8%),且其进而对韧性的影响减少,故含铬量略下降(约3—5.2%)

c. 塑料钢:
模腔表面的耐磨蚀为其主要要求,故属于低碳钢(C<0.3%)以减少其氧化倾向,并添加中量铬或少量镍铬元素以提高其耐腐蚀性能

钢是铁、碳和少量其他元素的合金。不锈钢或者10.5%或以上铬金含量的抗腐蚀性合金钢是该类金属的通用术语。不锈钢并不是说这种钢材不生锈或不会被腐蚀,而只不过是它比不含铬的合金的耐腐蚀性能强得多。除了铬金属外,其他金属元素如镍、钼、钒等也可以加入合金中用于改变合金钢的性能,从而生产处不同等级、不同性能的不锈钢。

简单地说,钢就是铁和碳的合金。其他成分是为了使钢材性能有所区别。以下以字母顺序列出重要的钢材,他们包含以下成分:

碳(Carbon-存在于所有的钢材,是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度,我们通常希望刀具级别的钢材拥有0.5%以上的碳,也成为高碳钢。

铬(Chromium-增加耐磨损性,硬度,最重要的是耐腐蚀性,拥有13%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫,如果保养不当,所有钢材都会生锈的。

锰(Manganese-重要的元素,有助于生成纹理结构,增加坚固性,和强度、耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧,出现在大多数的刀剪用钢材中,除了A-2,L-6CPM 420V.

钼(Molybdenum-碳化作用剂,防止钢材变脆,在高温时保持钢材的强度,出现在很多钢材中,空气硬化钢(例如A-2,ATS-34)总是包含1%或者更多的钼,重要它们才能在空气中变硬。

镍(Nickle-保持强度、抗腐蚀性和韧性。出现在L-6AUS-6AUS-8中。

硅(Silicon-有助于增强强度。和锰一样,硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。

钨(Tungsten-增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。在高速钢M-2中就含有大量的钨。

钒(Vanadium-增强抗磨损能力和延展性。一种钒的碳化物用于制造条纹钢。在许多种钢材中都含有钒,其中M-2, Vascowear, CPM T440V420VA含有大量的钒。而BG-42ATS-34最大的不同就是前者含有钒。

钢材大体种类:

1.低碳钢又称软钢,含碳量从0.10%0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造,焊接和切削,常用于制造链条,柳丁,螺栓,轴等。

2.中碳钢含碳量从0.30%0.60%,用于制造重压锻件,车轴,钢轨等。

3.高碳钢常称工具钢,含碳量从0.60%1.70%,可以淬硬和回火。锤,撬棍等由含碳量0.75%的钢制造;切削工具如钻头,丝攻,铰刀等由含碳量0.90%1.00%的钢制造。

4.合金钢钢中加入其它金属如铬,镍,钨,钒等,使具有若干新的特性。由于各种合金元素的掺入,合金钢可具有防腐蚀,耐热,耐磨,防震和抗疲乏等不同特性。

5.高速钢含有各种成分和份量,如钨,铬钒,钴和钼等。高速钢制成的切削工具,可用高的速度切削硬材料,并能承担强力的切削。高速钢切削工具在高的速度中仍能使刃口保持锋利,其他钢材则可能变钝。

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