模具鋼的性能和應用

時間：2024-10-03 02:08:28 詩琳模具設計

模具鋼的性能和應用

　　模具是制造業的重要基礎工藝裝備。模具品種繁多，共有10大類，其中沖壓模具、塑料模具、鑄造模具、鍛壓模具、橡膠模具、粉末冶金模具等是主要的幾大類。模具的技術水平已成為衡量一個國家產品的重要標志之一，沒有高水平的模具就沒有高水平的產品。

　　模具鋼的性能和應用

　　模具性能的好壞、使用壽命的長短直接影響產品的質量和經濟性。模具鋼的工藝性能將影響模具加工的難易程度、模具加工的質量和加工費用。選用合適的模具鋼和熱處理工藝方法，才能使模具獲得優良的工作性能和較長的使用壽命。

　　一、模具鋼的性能

　　1.冷作模具鋼的使用性能和工藝性能

　　冷作模具鋼在工作中受到的機械力作用，如拉伸、彎曲、沖擊、疲勞等工作條件，從而發生變形、脆斷、剝落、磨損等狀況，而使模具產生早期失效。因此對冷作模具來講，應具備抗形變、抗疲勞、抗磨損、抗斷裂等能力。

　　衡量冷作模具抗形變力的主要技術指標是硬度、抗壓強度、抗彎強度等。通過一次性脆斷抗力和疲勞斷裂抗力的測定，可了解冷作模具的斷裂抗力。耐磨性也是冷作模具的主要基本性能之一，通過模擬試驗，測定冷作模具鋼不同化學成分及組織狀態下的耐磨性，反映不同狀況下的耐磨性水平。

　　冷作模具鋼的工藝性能主要從鍛造工藝性、切削工藝性、熱處理工藝性等方面加以考慮。

　　鍛造工藝性，決定冷作模具鋼的可鍛性能。切削工藝性，決定模具的可加工性。熱處理工藝性要求材料退火工藝范圍寬，淬透性好，淬硬性高，淬火變形傾向小，以及脫碳敏感低等要求。

　　2.熱作模具鋼的使用性能和要求

　　熱作模具鋼主要有三大類，即熱鍛模、熱擠壓模和壓鑄模。熱鍛模在工作中承受很大的沖擊力，模具工作面升溫較高。鍛打后，模具受到冷卻，模具型腔與被鍛材料相互摩擦，受到熱磨損。熱擠壓模和壓鑄模，要求有較高的熱穩定性和回火抗力。因此對熱作模具鋼來講有幾項基本性能。淬透性高，保證模具均勻的機械性能。沖擊韌性高、熱疲勞抗力高，導熱性好，模具型腔散熱快。為減少熱變形，提高熱作模具鋼的強韌度和紅硬性。

　　熱作模具鋼的工藝性能，主要也是要求可鍛性好，加工性能優良，冷熱疲勞性高，淬火變形傾向小等要求。

　　3.塑料模具鋼的使用性能和工藝性能

　　一般來講，塑料模具鋼工作時受變形抗力小，受熱、受壓、受磨損情況不嚴重。因此，和冷作、熱作模具鋼相比，它的基本性能要求并不太高。主要性能是要有較高的硬度，淬透性良好，淬硬層深，有足夠的強韌性。對某些塑料產品來講，對模具鋼還要求有一定的耐蝕性。

　　塑料模具鋼結構較復雜，精度要求高，其工藝性能也必須有保證。如熱處理變形小，有較好的淬透性，機加工性能好，優良的拋光性以及耐磨性等。

　　二、模具鋼的選擇和應用

　　模具鋼選擇和應用，由于其影響因素較多，一直是模具設計、制造方面的一個難題。通過對各類模具鋼性能的了解、熟悉、掌握和使用，熟知模具材料最佳性能，制作與之相應的模具。了解產品的生產條件，選擇合適的模具鋼，加工制造模具，使模具鋼發揮其最佳的性能。

　　1. 冷作模具

　　各種冷作模具，有不同的主要性能要求。例如：沖孔模具，要求有較高的強度和耐磨性以及良好的韌性，一般選用T8、Cr12MoV等冷作模具鋼。沖壓成型模，要求以耐磨性為主，可選用Cr12MoV、7CrSiMnMoV等。冷拉伸模具，要求耐磨性良好，淬透性好，熱處理變形小，選用T10、Cr5Mo1V、7Cr7Mo2V2Si等。冷擠壓模具，要求較高的強度和優良的耐磨性，可選用6Cr4W3Mo2VNb、7Cr7Mo2V2Si 、高速工具鋼等材料。

　　2. 熱作模具

　　主要用于制造錘鍛模、熱擠壓模、及壓鑄模，工作條件有較大的差別，選用熱作模具鋼時要根據其工作條件，選用合適的模具鋼。

　　錘鍛模是在高溫、高壓、高速沖擊條件下工作的模具，要求較高的淬透性和良好的韌性、強度和耐磨性。一般選用5CrNiMo、5CrMnMo及3Cr3Mo3WV，要求較高，可用4Cr5MoSiV和4Cr5W2SiV等。

　　對壓鑄模要求高的熱強性、熱穩定性、良好的韌性、導熱性及工藝性，以及冷熱疲勞性能。可選用4Cr5MoSiV、4Cr5Mo2MnVSi、4Cr3Mo2MnVNb等熱作模具鋼。

　　3. 塑料模具

　　塑料模具工作條件與冷作模具不同。一般在150~200℃下進行，除一定的壓力外還承受溫度的影響。

　　模架材料要求具有一定的強度和耐磨性，選用45、50鋼經調質處理后使用。成型產品要求較高的強度和耐磨性。選用高碳工具鋼、低合金工具鋼。一些形狀復雜、精度高的產品，要求良好的切削加工性、熱處理變形小及優良的拋光性能。鏡面性要求高的可選用10Ni3MnCuAl，有耐蝕性要求可選用4Cr13、馬氏體沉淀硬化不銹鋼0Cr16Ni4Cu3Nb，一般要求選用3Cr2Mo、3Cr2MnNiMo、Y55CrNiMnMoV等。

　　實際上任何一種優質新型模具鋼都難以滿足模具的所有性能要求。在選擇時，根據實際使用的條件，從模具鋼的主要性能要求技術上來選用合適的模具材料。

　　用途

　　加工模具時用的，由于模具的用途很廣，各種模具的工作條件差別很大，所以，制造模具用材料范圍很廣，在模具材料中應用最廣的當屬模具鋼。從—般的碳素結構鋼、碳素工具鋼、合金結構鋼、合金工具鋼、彈簧鋼、高速工具鋼、不銹耐熱鋼直到適應特殊模具需要的馬氏體時效鋼以及粉末高速鋼、粉末高合金模具鋼等。模具鋼按用途一般可分為冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼三大類。

　　發展方向

　　模具日趨大型化。一方面，模具成型林間日趨大型化，另一方面，為了提高生產效率，一模多腔，因此大型模具鋼需求量將逐年增加；模具的精度越來越高，要求鋼材的質量好，尺寸穩定性好；塑料模具鋼、壓鑄模具鋼的需求量不斷增加；中高檔模具鋼的需求量不斷增加，低檔次模具鋼過剩；另外，隨著模具標準件應用日益廣泛，模具標準化、商品化程度的提高，對于模具鋼產品質量、品種規格以及交貨周期將提出更高的要求。此模具鋼類似于一個4330合金，潔凈鋼生產技術。它具有優異的尺寸穩定性，并一直工作鋅，鋁合金壓鑄，塑料和橡膠模具的現場驗證，并形成所有類型的金屬片。它將接受各種形式的表面處理，包括火焰和感應硬化，硬質合金涂層，PVD和氮化。所以，SKD61模具鋼不僅有模具鋼的優點，更有一些合金鋼產品的特點。將會帶動國內模具鋼產業的大發展。

　　因此，鋼鐵企業要根據國內模具制造業發展的趨勢和模具市場的需求，緊抓研制開發高精度、高韌性、耐腐蝕、高質量的模具鋼新品種，使國產的熱作和冷作模具鋼達到世界先進水平。相信在未來的日子，我們生產模具鋼的質量和技術會越來越好，模具鋼的市場也會得到更快更好的發展，將會帶領國內模具鋼產業邁上更高層次的發展。美好的未來，我們拭目以待。

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