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钢材是指含碳量在0.0218%~2.11%的铁碳合金,硬度是在硬度试验设备上测定的

提到这个模具钢材,就知道其是属于钢铁范畴的,顾名思义,模具钢材的主要用途就是制造模具。其中包括冷冲模、热锻模、压铸模等,这样来讲,既然此钢种用途如此宽泛,那么模具钢材的硬度以及相关种类的对照又是什么样的呢?下面小编将为您开启知识接受模式。

▌ 钢材的定义:

钢材是指含碳量在0.0218%~2.11%的铁碳合金。在普通钢材中添加Cr,Mo,V,Ni等合金成分就得到了合金钢,我们的模具钢材都属于合金钢。

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▌ 改变钢材性能的办法,主要有以下三方面:

  1. 合金成分

碳:C

增加淬火组织的硬度;

形成碳化物,提高耐磨性;

降低韧性;

降低可焊性

铬:Cr

提高钢之硬度,形成坚硬及稳定的碳化铬,从而改善耐磨性;

能提高钢的淬透性;

当Cr含量超过12%, 具耐腐蚀作用,并提供良好抛旋光性

钼:Mo

Mo是强碳化物形成元素,提高耐磨性;

Mo>0.5%能抑止其他合金元素引致之回火脆性;

提供红硬性,热强度;

提高淬透性,回火稳定性

钒:V

可以形成高硬度碳化物,提高耐磨性;

细化钢的晶粒,降低过热敏感性

提高钢之强度、韧性及回火稳定性

镍:Ni

Ni能提高钢的淬透性;

Ni能细化晶粒

硫(S)

常以MnS形式存在钢中,割裂基体的连续性,恶化材料的韧性、抗腐蚀性、抛旋光性、放电加工性、蚀纹性,可提高材料的切削能力。

  1. 冶炼工艺

普通炼钢工艺

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电渣重熔(ESR)

将粗钢坯置于电渣炉中,通入强电流,使电炉产生很高的温度,使粗钢坯熔化成钢水,钢水流经电渣,杂质被电渣过滤吸附,从而达到纯化的效果。整体重熔速度快,但一些非常细小的杂质并未除去。

真空电弧重熔(VAR)

在真空炉里,通入强电流在钢胚上,钢胚底部开始熔化,杂质汽化成气体被抽走,从而将钢材纯度提高,而且它是一滴一滴地凝固,凝固速度非常快,组织变得很致密。特点是杂质去得彻底,但整体重熔速度慢。

  1. 热处理

钢材的热处理是指经过加热然后冷却,通过控制钢材的加热温度、保温时间及冷却速度来改变钢的性能,以满足加工或使用要求的工艺过程。主要的热处理工艺有:退火、淬火、回火。

▌ 模具钢按用途分类

  1. 冷作模具钢

冷作模具钢主要用于制造对冷状态下的工件进行压制成型的模具。如冷冲裁模具、冷冲压模具、冷拉深模具、压印模具、冷挤压模具、螺纹压制模具和粉末压制模具等。冷作模具钢的范围很广,从各种碳素工具钢、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。

  1. 热作模具钢

热作模具钢主要用于制造对高温状态下的工件进行压力加工的模具。如热锻模具、热挤压模具、压铸模具、热镦锻模具等。常用的热作模具钢有:中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具钢;对特殊要求的热作模具钢,有时采用高合金奥氏体耐热模具钢制造。

  1. 塑料模具钢

由于塑料的品种很多,对塑料制品的要求差别也很大,对制造塑料模具的材料也提出了各种不同的性
 能要求。所以,不少工业发达的国家已经形成了范围很广的塑料模具用钢系列。包括碳素结构钢、渗碳型
 塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、耐蚀塑料模具钢、易切塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、马氏体时效钢以及镜面抛光用塑料模具钢等。

把模具按寿命长短分为五级,对钢材的要求:

一般把模具按使用寿命的长短分五级。一级在百万次以上,二级是50万-100万次,三级在30万-50万次,四级在10万-30万次,五在10万次以下。

一级与二级模具都要求用可以热处理、硬度在HRC50左右的钢材,否则易于磨损,注塑出的产品易超差,故所选的钢材既要有较好的热处理性能,又要在高硬度的状态下有好的切削性能,当然还有其他方面的考虑。

通常选用瑞典的8407、S136,美国的420、H13,欧洲的2316、2344、083,或日本的SKD61、DC53(原为五金模材料,特殊情况下使用)。有强腐蚀性的塑胶一般选S136,2316,、420等钢材,弱腐蚀性的除选S136、2316、420外,还有SKD61、NAK80、PAK90、718M。产品的外观要求对模具材料的选择亦有很大的影响,透明件和表面要求抛镜面的产品,可选用的材料有S136,2316,718S,NAK80,PAK90,420,透明度特高的模具应选S136,其次是420。

三级模具用预硬料多,牌号有S136H、2316H、718H、083H,硬度HB270—340。

四五级模具用P20、718、738、618、2311、2711,对于要求特低的模具,还有可能用到S50C,45#钢,即直接在模胚上做型腔。

▌ 各国钢材代号

1.美国标准AISI

Code:

P1-P19:LowCarbon Steel

P20-P39:Low Carbon, High Alloy Steel(塑胶模钢)

2XX,3XX,4XX,6XX:Stainless Steel (不锈钢)

H1-H19:Chromium base (铬基-热作钢)

Wx:Water Hardening Steel

Sx:Shock Resisting Steel

Ox:OilHardening Steel (油钢)

Ax:AirHardening Steel

Dx:High Carbon, High Chromium Steel(铬钢)

Mx:Molybdenum base (H.S.S.-高速钢)

2.德国标准DIN

Code:

1.2738:Low carbon, high alloy (P20 – 塑胶模钢)

1.2311:Lowcarbon, high alloy (P20 – 塑胶模钢)

1.2312:Lowcarbon, high alloy, free Machine (P20-易切削)

1.2083:StainlessSteel (420 – 抗酸钢)

1.2316:Highperformance stainless Steel (420 – 高抗酸钢)

1.2343:Chromiumbase (铬基-H11 –热作钢)

1.2344:Chromiumbase (铬基-H13 –热作钢)

1.2510:Lowalloy steel (O1-油钢)

1.2379:Highcarbon, high chromium steel (D2 –铬钢)

3.日本标准JIS

Code:

SxxC:Plain Carbon steel(黃牌 – S55C)

SUSxx:Stainless Steel (抗酸钢- 420)

SCrx:Chromium Steel

SCMx:Chromium Molybdenum Steel(P20)

SKx:Carbon Tool Steel

SKSx:Low Alloy Steel (油钢 – O1)

SKD11:MediumHigh Alloy Steel(铬钢- D2)

SKD6:Medium High Alloy Steel(中高合金钢-H11)

SKD61:Medium High Alloy Steel(中高合金钢-H13)

SKHxx:High Speed Steel (高速钢- M 2)

SUMx:Free Cutting Steel (易切削钢)

SUJx:Bearing Steel

▌ 常见进口模具钢材及其参数性能

瑞典一胜百 STAVAXESR-S136 —高耐磨抗腐蚀预硬镜面钢材

出厂状态︰ HB215

相当布德鲁斯Buderus标准︰ 2316

相当百禄Bohler标准︰ M310

相当日立hitachi 标准︰ HPM38

相当大同DAIDO标准︰ PAK90

耐磨性︰ ★★★☆☆

韧性︰ ★★★☆☆

尺寸稳定︰ ★★★☆☆

加工性︰ ★★★☆☆

抛光性︰ ★★★★★

抗蚀性︰ ★★★★☆

产品描述
:为高级不绣工具钢。优良的耐腐蚀性、抛旋光性、耐磨性、机械加工性,电火花加工可以获得超镜面加工效果及高品质表面,淬火时具有优良的稳定性。模具长期使用后,模穴表面仍然维持原先的光滑状态。模具在潮湿的环境下操作或存放时、不需要特别的保护。被推荐用于高抛光要求注塑模具和腐蚀性塑胶模具。

瑞典一胜百 8402 —优质热作工具钢

出厂状态︰ HB 185

相当布德鲁斯Buderus标准︰ 2344

相当百禄Bohler标准︰ W302

相当日立hitachi 标准︰ DAC

相当大同DAIDO标准︰ DHA1

耐磨性︰ ★★☆☆☆

韧性︰ ★★★☆☆

淬硬性︰ ★★★☆☆

加工性︰ ★★★☆☆

产品描述:高、低温均有良好的耐磨性,优良的韧性和延展性,稳定且优良的及加工性和抛旋光性,优良的高温强度和抗热疲劳性,优良的淬透性,很小的热处理尺寸变形。用于金属热锻模具,铝挤压模具,塑胶模具,铝压铸模具等。

瑞典一胜百 8407 —高级热作工具钢

出厂状态︰ HB 185

相当布德鲁斯Buderus标准︰ 2344ESR

相当日立hitachi 标准︰ DAC

相当大同DAIDO标准︰ DHA1

耐磨性︰ ★★★☆☆

韧性︰ ★★★☆☆

淬硬性︰ ★★★☆☆

加工性︰ ★★★★☆

产品描述
:是铬、钼、钒合金工具钢,采用特殊炼钢技术和严密质量控制得到的纯度高且组织微细的钢材,8407的等向性(各向同性)要比一般传统炼制度H13更佳。这对于模具的抗机械疲劳及热应力疲劳性能更具价值,如压铸模具、锻造模具及挤型模具等。因此采用8407的模具硬度可比普通H13提高1-2HRC而不会牺牲韧性。硬度高可以减缓热龟裂的发生,提高模具寿命。用于各种金属压铸模具,挤压模具,高品质要求塑胶模具。

瑞典一胜百 ASP23 —高耐磨高韧性粉末高速钢

出厂状态︰ HB 260

相当日立hitachi 标准︰ HAP10

耐磨性︰ ★★★★☆

韧性︰ ★★★☆☆

尺寸稳定︰ ★★★☆☆

加工性︰ ★★★☆☆

产品描述 :
是铬钼钒粉末钢,高耐磨性(抗磨粒磨损),高抗压强度,非常好的淬透性,韧性好,热处理的尺寸稳定性好,抗回火软化性好。ASP-23特别适合于薄的被加工材的下料及成形,或模具失效是因为混合磨粒磨损及粘着磨损,或知识磨粒磨损,而且表面产生塑性变形的危险性也高者。例如中碳钢或高碳钢的下料、冲切已硬化钢板或冷轧钢带、含有玻璃纤维的塑胶模。

瑞典一胜百 XW-42 —高级高耐磨冷作工具钢

出厂状态︰ HB210

相当布德鲁斯Buderus标准︰ 2379

相当百禄Bohler标准︰ K110

相当日立hitachi 标准︰ SLD

相当大同DAIDO标准︰ DC11

耐磨性︰ ★★★☆☆

韧性︰ ★★★☆☆

尺寸稳定︰ ★★★☆☆

加工性︰ ★★★☆☆

产品描述:是一种含钼、钒的高碳、高铬合金工具钢。耐磨性与韧性兼备,优良的淬火性能,常被推荐用作需要很好耐磨性和适当韧性(抗冲击)的模具。比如:精密五金模具,半导体模具,精密零部件等。

瑞典一胜百 718HH —高抛光预硬精密塑胶模具钢

出厂状态︰ 预硬HB 330-370

相当布德鲁斯Buderus标准︰ 2711

耐磨性︰ ★★★☆☆

韧性︰ ★★★☆☆

加工性︰ ★★★☆☆

抛光性︰ ★★★★☆

抗蚀性︰ ★★★☆☆

产品描述
:为真空熔炼之铬-镍-钼合金钢,改良的预硬塑胶模具钢,出厂前已经过淬硬及回火处理,无淬裂和热处理变形风险,无需热处理,可施以氮化及火焰硬化处理,以增进模具的表面硬度及耐磨性。非常优良的抛光性能和改良的耐磨性能。用于热塑性材料注塑模具和挤出模具,高表面光洁度之塑胶制品模具、吹塑模、成形模,结构部件,轴类。

瑞典一胜百 VIKING —高耐磨高韧性冷作工具钢

出厂状态︰ HB225

耐磨性︰ ★★★☆☆

韧性︰ ★★★★☆

尺寸稳定︰ ★★★☆☆

加工性︰ ★★★☆☆

产品描述:良好的热处理尺寸稳定性,良好的机加工,综合了极佳的韧性和较好的耐磨性。应用于精冲模、切边模、深拉模、冷锻模等。

日本大同NAK80—预硬镜面精密塑胶模具钢

出厂状态︰ HRC37-43

相当日立hitachi 标准︰ HPM50

耐磨性︰ ★★★☆☆

韧性︰ ★★★☆☆

加工性︰ ★★★☆☆

抛光性︰ ★★★★☆

抗蚀性︰ ★★★☆☆

产品描述 :预硬钢(36-43
HRC),无须热处理,可直接加工;表面和中心的硬度较均匀,切削加工性良好;放电加工性佳,放电加工后的研磨非常容易,因放电加工后表面硬度均匀且白层硬度较低;镜面抛光性良好;焊接性良好;蚀纹性良好;尺寸稳定,适合于精密零件及大批量生产。由于受其化学成分的影响,此料脆性较大,用在较为复杂的模具时易在加工应力较为集中的地方开裂。热敏感性高,所在在焊接时要预热,保温及焊后后热及去应力回火处理,否则就会有焊接失败的危险。要注意的是当处理温度超过520℃时,会引起尺寸的变化。

日本大同DC53 —高硬度高韧性冷作工具钢

出厂状态︰ HB255

相当日立hitachi 标准︰ SLD8

相当一胜百ASSAB标准︰ ASSAB88

耐磨性︰ ★★☆☆☆

韧性︰ ★★★★☆

尺寸稳定︰ ★★☆☆☆

加工性︰ ★★★☆☆

抛光性︰ ★★★☆☆

产品描述:大同制钢DC53在SKD11基础上改良,热处理后硬度高于SKD11,高温(520-530℃)回火后可达62-63HRC高硬度,在强度方面超过SKD11,韧性度是SKD11的两倍。韧性在冷作模具钢中较为突出,因此,用DC53制造的很少出现裂纹和崩裂,大大提高了使用寿命。线切割加工后的残余应力,经高温回火减少了残余应力。因此,大型模具和要求精密之模具在线切割加工后的裂纹和变形得到抑制。切削性超过SDK11。DC53的切削性优于SDK11。因此,使用DC53可增加模具寿命和减少加工工序。

日本大同NAK55 —高预硬高性能精密模具钢材

出厂状态︰ HRC37-43

耐磨性︰ ★★★☆☆

韧性︰ ★★★☆☆

加工性︰ ★★★☆☆

抛光性︰ ★★★★☆

产品描述
:预硬化钢,不需任何热处理,适用于镜面抛光加工的预硬化钢。主要用于镜面抛光模具,抛旋光性极佳,切削性,蚀花性佳。

日本大同S-STAR —预硬化高抛光耐腐蚀塑胶钢

出厂状态︰ HRC30-34

相当布德鲁斯Buderus标准︰ X40Cr13

相当日立hitachi 标准︰ HPM38

相当一胜百ASSAB标准︰ S136

耐磨性︰ ★★★☆☆

尺寸稳定︰ ★★★★☆

加工性︰ ★★★★☆

抛光性︰ ★★★★★

抗蚀性︰ ★★★★☆

产品描述:预硬抗腐蚀高抛光不锈钢,高抛旋光性,耐腐蚀性佳,耐磨性好,尺寸稳定性好
,适合要求高镜面,高耐磨,抗腐蚀的模具。比如:橡胶模具,VCD影碟模具,化妆品容器,以及医疗器械工具等。

日本大同DHA1 —高性能热作工具钢JIS SKD61

出厂状态︰ HB229

相当布德鲁斯Buderus标准︰ 2344

相当百禄Bohler标准︰ W302

相当日立hitachi 标准︰ DAC

相当一胜百ASSAB标准︰ 8402

耐磨性︰ ★★★☆☆

韧性︰ ★★★☆☆

红硬性︰ ★★★☆☆

尺寸稳定︰ ★★★☆☆

加工性︰ ★★★☆☆

抛光性︰ ★★☆☆☆

产品描述:大同制钢DHA1在铝,镁压铸模具上运用较为广泛。有着较好的切削性与耐热平衡性等。是一种通用热作模具钢。DHA1使用在铝镁压铸模、压铸模关连部件、热冲压模、热挤压模、热剪切刀片。

日本大同DC11 —高硬度高耐磨高铬工具钢JIS SKD11

出厂状态︰ HB255

相当布德鲁斯Buderus标准︰ 2379

相当百禄Bohler标准︰ K110

相当日立hitachi 标准︰ SLD

相当一胜百ASSAB标准︰ XW-42

耐磨性︰ ★★★☆☆

韧性︰ ★★★☆☆

尺寸稳定︰ ★★★☆☆

加工性︰ ★★★☆☆

产品描述:长寿命高耐磨,高韧性,耐冲击,热处理不易变形,组织结构细微,主要用于冲裁模、精密五金冲压模具、冷作成形模、冷拉模、成形轧辊、冲头。

日本日立金属HPM1 —高级预硬模具钢

品牌︰日本日立金属

出厂状态︰ HRC37-42

相当大同DAIDO标准︰ NAK55

耐磨性︰ ★★★☆☆

韧性︰ ★★★☆☆

加工性︰ ★★★☆☆

抛光性︰ ★★★★☆

抗蚀性︰ ★★★☆☆

产品描述
:高级预硬塑胶模具钢材,硬度高达HCR37-42℃,无须再热处理。采用特殊溶解,切削性好(HRC40时最好)大件模料亦拥有里外均衡的硬度以及加工性,切削性佳,抛旋光性佳,无须热处理,易切削性佳,抗腐蚀性能好,抛旋光性极佳
。主要应用在精密橡胶模具,高强度模具板等。

日本日立金属SLD —高耐磨高铬冷作工具钢JIS SKD11

品牌︰日本 日立金属

出厂状态︰ HB210

相当布德鲁斯Buderus标准︰ 2379

相当百禄Bohler标准︰ K110

相当大同DAIDO标准︰ DC11

相当一胜百ASSAB标准︰ XW-42

耐磨性︰ ★★★☆☆

韧性︰ ★★★☆☆

尺寸稳定︰ ★★★★☆

加工性︰ ★★★☆☆

产品描述
:用途广泛的通用型冷加工用工具钢。具有极高的耐磨性,高抗压强度,相对较好的韧性,淬火性能好,热处理变形小。近年来随着各向同性炼钢工艺(Isotropy)的应用,SLD的性能又有了进一步的提高,使用效果明显优于其它SKD11类模具材料。用于冲压、落料、剪切、拉伸、弯曲、压印、冷挤、冷锻、粉末压制等模具。

日本日立金属HPM50 —高抛光预硬精密模具钢材

品牌︰ 日本日立金属

出厂状态︰ HRC38-43

相当大同DAIDO标准︰ NAK80

耐磨性︰ ★★★☆☆

韧性︰ ★★★★☆

加工性︰ ★★★☆☆

抛光性︰ ★★★★☆

抗蚀性︰ ★★☆☆☆

产品描述
:有很好的抛旋光性能,放电性能极佳,经过处理后的表面非常良好,可以取

代蚀花加工。在进行放电(电火花)加工后,表面硬度不会增高,可简化后续加工程序,组织均匀,最适合精密蚀花加工,韧性优良,机械特性卓越。主要应用在镜面抛光模具。

日本日立金属HPM7 —高级精密塑胶模具钢材

出厂状态︰ HRC29-33

相当布德鲁斯Buderus标准︰ 2738HH

相当百禄Bohler标准︰ M238

相当大同DAIDO标准︰ PX88

相当一胜百ASSAB标准︰ 718

耐磨性︰ ★★★☆☆

韧性︰ ★★★☆☆

加工性︰ ★★★★☆

抛光性︰ ★★★★☆

抗蚀性︰ ★★★☆☆

钢材是指含碳量在0.0218%~2.11%的铁碳合金,硬度是在硬度试验设备上测定的。产品描述
:是P20+NI改良,经过新技术特别提炼后,提高材料本质伸展性,韧性,溶接性,大断面材料的硬度比较均衡,被切削性比一般的快削钢和CSM系钢材都要好,焊接性极好,拥有良好的镜面加工性,放电后很少产生条纹组织,硬化面的硬度低,拥有良好的韧性以及氮化特性。

日本日立金属SLD8 —高硬度高韧性冷作工具钢

品牌︰ 日本日立金属

出厂状态︰ HB235

相当大同DAIDO标准︰ DC53

耐磨性︰ ★★☆☆☆

韧性︰ ★★★★☆

尺寸稳定︰ ★★☆☆☆

加工性︰ ★★★★☆

产品描述
:SLD(日标SKD11)的改良版。因钒元素添加量的变更,加工性显著上升。韧性比SLD好50%以上。而抗回火软化方面,以530℃回火尚可得HRC62-63的硬度。利用此特性,对于时效变形及线切割时之破裂及变形都得以抑制。主要用在精密五金模具成型或者精密零件等要求韧性与耐磨性兼高的模具。

模具钢材的硬度与材料的冷成形性、切削加工性、焊接性等工艺性能之间也存在着一定联系,可作为制定加工工艺时的参考。因此,硬度试验在实际生产中是最常用的试验方法。此外,硬度是在硬度试验设备上测定的。硬度试验设备简单,操作迅速方便,可直接在零件或工具上进行试验而不破坏工件,并且还可根据测得的硬度值估计出材料的近似抗拉强度和耐磨性。

例如,德国葛利兹,以下是其系列下的钢材硬度对照。

1、钢料编号:XPM

硬度:预硬HRC38-42

钢材特性:硬度均匀,在加工性能、导热性、抛光性、蚀纹性及焊接性上比一般AISIP20优胜。

一般用途:大型塑胶模具如汽车保险杆、仪表模具、影印机/打印机、外壳模具。

热处理:预硬料毋需热处

2、钢料编号:XPMESR

硬度:预硬HRC36-42XPM

钢材特性:电渣重溶版本,夹杂物控制在更低水平,偏析度低,有效提高抛光效果及减低材料之各向异性。

一般用途:适用于表面要求高的大型塑胶模具,汽车车灯、后视镜、灯具、内饰件模具、电视机外壳及影印机/打印机外壳模具。

热处理:预硬料毋需热处

3、钢料编号:SWG2343ES

硬度:退火约HB225

钢材特性:材料均匀,全方位性质佳,可作高光洁度塑胶模具。

一般用途:适用于铝、镁、锌合金压铸模、高光洁塑胶硬模。

热处理:淬火:990-1030℃(油冷或气冷)回火:530-680℃

再例如,大同冷作钢材,

钢料编号:DC53

硬度:退火约HB255

钢材特性:高韧性铬钢,淬火及高温回火可达62HRC,特别有利对于热处理需

做电火花线切割加工,减底开裂现象

一般用途:冲裁模、冷作成形模、深拉模、成形轧辊、冲头。

热处理:淬火:1020-1040℃(空冷或气冷)回火:180-550℃

好了,模具钢材硬度以及常用模具钢硬度对照表就如上面所述,一般来讲,小编建议您根据手中钢材的实际材料进行咨询,不同钢材特性相对而言是不同的,另外,如果有条件的话,您也可以亲自前往钢材大市场进行咨询,这样希望小编的回答对您有帮助。

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