產(chǎn)品詳情
模具鋼是一種鉻、鉬、釩。ASSAB 88模具鋼(SLEIPNER)是德松模具鋼進(jìn)口瑞典烏德霍爾姆Uddeholm鋼廠的新型8%鉻Cr鋼。經(jīng)過(guò)仔細(xì)對(duì)比它的性能特點(diǎn) ，不難發(fā)現(xiàn)它是一種非常多用途的工具鋼，并且克服了12% Cr鋼的局限性。它有良好的抗混合、磨粒磨損性和抗崩角性，且高溫回火后仍具有高硬度（>HRC60），這意味著可在高硬度基體上進(jìn)行氮化或PVD等表面處理。
1強(qiáng)度性能
（1）硬度硬度是模具鋼的主要技術(shù)指標(biāo)，模具在高應(yīng)力的作用下欲保持其形狀尺寸不變，必須具有足夠高的硬度。冷作模具鋼在室溫條件下一般硬度保持在HRC60左右，熱作模具鋼根據(jù)其工作條件，一般要求保持在HRC40~55范圍。對(duì)于同一鋼種而言，在一定的硬度值范圍內(nèi)，硬度與變形抗力成正比；但具有同一硬度值而成分及組織不同的鋼種之間，其塑性變形抗力可能有明顯的差別。
（2）紅硬性 在高溫狀態(tài)下工作的熱作模具，要求保持其組織和性能的穩(wěn)定，從而保持足夠高的硬度，這種性能稱為紅硬性。碳素工具鋼、低合金工具鋼通常能在180~250℃的溫度范圍內(nèi)保持這種性能，鉻鉬熱作模具鋼一般在550~600℃的溫度范圍內(nèi)保持這種性能。鋼的紅硬性主要取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理工藝。
（3）抗壓屈服強(qiáng)度和抗壓彎曲強(qiáng)度 模具在使用過(guò)程中經(jīng)常受到強(qiáng)度較高的壓力和彎曲的作用，因此要求模具材料應(yīng)具有一定的抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。在很多情況下，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)和抗彎試驗(yàn)的條件接近于模具的實(shí)際工作條件（例如，所測(cè)得的模具鋼的抗壓屈服強(qiáng)度與沖頭工作時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的變形抗力較為吻合）。抗彎試驗(yàn)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)變量的絕對(duì)值大，能較靈敏地反映出不同鋼種之間以及在不同熱處理和組織狀態(tài)下變形抗力的差別。 [1]
2韌性
在工作過(guò)程中，模具承受著沖擊載荷，為了減少在使用過(guò)程中的折斷、崩刃等形式的損壞，要求模具鋼具有一定的韌性。
模具鋼的化學(xué)成分，晶粒度，純凈度，碳化物和夾雜物等的數(shù)量、形貌、尺寸大小及分布情況，以及模具鋼的熱處理制度和熱處理后得到的金相組織等因素都對(duì)鋼的韌性帶來(lái)很大的影響。特別是鋼的純凈度和熱加工變形情況對(duì)于其橫向韌性的影響更為明顯。鋼的韌性、強(qiáng)度和耐磨性往往是相互矛盾的。因此，要合理地選擇鋼的化學(xué)成分并且采用合理的精煉、熱加工和熱處理工藝，以使模具材料的耐磨性、強(qiáng)度和韌性達(dá)到的配合。
沖擊韌性系表特征材料在一次沖擊過(guò)程中試樣在整個(gè)斷裂過(guò)程中吸收的總能量。但是很多工具是在不同工作條件下疲勞斷裂的，因此，常規(guī)的沖擊韌性不能地反映模具鋼的斷裂性能。小能量多次沖擊斷裂功或多次斷裂壽命和疲勞壽命等試驗(yàn)技術(shù)正在被采用。 [1]
3耐磨性
決定模具使用壽命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。模具在工作中承受相當(dāng)大的壓應(yīng)力和摩擦力，要求模具能夠在強(qiáng)烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨損主要是機(jī)械磨損、氧化磨損和熔融磨損三種類型。為了改善模具鋼的耐磨性，就要既保持模具鋼具有高的硬度，又要保證鋼中碳化物或其他硬化相的組成、形貌和分布比較合理。對(duì)于重載、高速磨損條件下服役的模具，要求模具鋼表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜，保持潤(rùn)滑作用，減少模具和工件之間產(chǎn)生粘咬、焊合等熔融磨損，又能減少模具表面進(jìn)行氧化造成氧化磨損。所以模具的工作條件對(duì)鋼的磨損有較大的影響。
耐磨性可用模擬的試驗(yàn)方法，測(cè)出相對(duì)的耐磨指數(shù)，作為表征不同化學(xué)成分及組織狀態(tài)下的耐磨性水平的參數(shù)。以呈現(xiàn)規(guī)定毛刺高度前的壽命，反映各種鋼種的耐磨水平；試驗(yàn)是以Cr12MoV鋼為基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比。 [1]
4抗熱疲勞能力
熱作模具鋼在服役條件下除了承受載荷的周期性變化之外，還受到高溫及周期性的急冷急熱的作用，因此，評(píng)價(jià)熱作模具鋼的斷裂抗力應(yīng)重視材料的熱機(jī)械疲勞斷裂性能。熱機(jī)械疲勞是一種綜合性能的指標(biāo)，它包括熱疲勞性能、機(jī)械疲勞裂紋擴(kuò)展速率和斷裂韌性三個(gè)方面。
熱疲勞性能反映材料在熱疲勞裂紋萌生之前的工作壽命，抗熱疲勞性能高的材料，萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)次數(shù)較多；機(jī)械疲勞裂紋擴(kuò)展速率反映材料在熱疲勞裂紋萌生之后，在鍛壓力的作用下裂紋向內(nèi)部擴(kuò)展時(shí)，每一應(yīng)力循環(huán)的擴(kuò)展量；斷裂韌性反映材料對(duì)已存在的裂紋發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展的抗力。斷裂韌性高的材料，其中的裂紋如要發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展，必須在裂紋尖端具有足夠高的應(yīng)力強(qiáng)度因子，也就是必須有較大的裂紋長(zhǎng)度。在應(yīng)力恒定的前提下，在一種模具中已經(jīng)存在一條疲勞裂紋，如果模具材料的斷裂韌性值較高，則裂紋必須擴(kuò)展得更深，才能發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展。
也就是說(shuō)，抗熱疲勞性能決定了疲勞裂紋萌生前的那部分壽命；而裂紋擴(kuò)展速率和斷裂韌性，可以決定當(dāng)裂紋萌生后發(fā)生亞臨界擴(kuò)展的那部分壽命。因此，熱作模具如要獲得高的壽命，模具材料應(yīng)具備高的抗熱疲勞性能、低的裂紋擴(kuò)展速率和高的斷裂韌性值。
抗熱疲勞性能的指標(biāo)可以用萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)數(shù)，也可以用經(jīng)過(guò)一定的熱循環(huán)后所出現(xiàn)的疲勞裂紋的條數(shù)及平均的深度或長(zhǎng)度來(lái)衡量。 [1]
5咬合抗力
咬合抗力實(shí)際就是發(fā)生“冷焊”時(shí)的抵抗力。該性能對(duì)于模具材料較為重要。試驗(yàn)時(shí)通常在干摩擦條件下，把被試驗(yàn)的工具鋼試樣與具有咬合傾向的材料（如奧氏體鋼）進(jìn)行恒速對(duì)偶摩擦運(yùn)動(dòng)，以一定的速度逐漸增大載荷，此時(shí)，轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)增大，該載荷稱為“咬合臨界載荷”，臨界載荷愈高，標(biāo)志著咬合抗力愈強(qiáng)。 [1]
加工模具時(shí)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(yīng)用最廣的當(dāng)屬模具鋼。從—般的碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、彈簧鋼、高速工具鋼、不銹耐熱鋼直到適應(yīng)特殊模具需要的馬氏體時(shí)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。
冷作模具鋼
冷作模具鋼主要用于制造對(duì)冷狀態(tài)下的工件進(jìn)行壓制成型的模具。如：冷沖裁模具、冷沖壓模具、冷拉深模具、壓印模具、冷擠壓模具、螺紋壓制模具和粉末壓制模具等。冷作模具鋼的范圍很廣，從各種碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼到粉末高速工具鋼和粉末高合金模具鋼。
熱作模具鋼
熱作模具鋼主要用于制造對(duì)高溫狀態(tài)下的工件進(jìn)行壓力加工的模具。如：熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱鐓鍛模具等。常用的熱作模具鋼有：中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具鋼；對(duì)特殊要求的熱作模具鋼，有時(shí)采用高合金奧氏體耐熱模具鋼制造。
塑料模具鋼
由于塑料的品種很多，對(duì)塑料制品的要求差別也很大，對(duì)制造塑料模具的材料也提出了各種不同的性 能要求。所以，不少工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家已經(jīng)形成了范圍很廣的塑料模具用鋼系列。包括碳素結(jié)構(gòu)鋼、滲碳型 塑料模具鋼、預(yù)硬型塑料模具鋼、時(shí)效硬化型塑料模具鋼、耐蝕塑料模具鋼、易切塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、馬氏體時(shí)效鋼以及鏡面拋光用塑料模具鋼等。
無(wú)磁模具鋼
無(wú)磁模具鋼是一種高錳釩系模具鋼，在各種狀態(tài)下都能保持穩(wěn)定的奧氏體，具有非常低的導(dǎo)磁系數(shù)，高的硬度和強(qiáng)度，較好的耐磨性，較高適當(dāng)?shù)墓倘芗訒r(shí)效處理后，具有較好的綜合性能。塑性好、韌性高、加工硬化傾向大、受熱膨脹系數(shù)大、電阻率大、熱導(dǎo)率低和磁性低等物理特性。在無(wú)磁建筑、無(wú)磁機(jī)械、選礦探礦設(shè)備及軍事等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 [1]
當(dāng)今高強(qiáng)鋼、超高強(qiáng)鋼很好的實(shí)現(xiàn)了車輛的輕量化，提高了車輛的碰撞強(qiáng)度和安全性能，因此成為車用鋼材的重要發(fā)展方向。但隨著板料強(qiáng)度的提高，傳統(tǒng)的冷沖壓工藝在成型過(guò)程中容易產(chǎn)生破裂現(xiàn)象，無(wú)法滿足高強(qiáng)度鋼板的加工工藝要求。在無(wú)法滿足成型條件的情況下，國(guó)際上逐漸研究超高強(qiáng)度鋼板的熱沖壓成形技術(shù)。該技術(shù)是綜合了成形、傳熱以及組織相變的一種新工藝，主要是利用高溫奧氏體狀態(tài)下，板料的塑性增加，屈服強(qiáng)度降低的特點(diǎn)，通過(guò)模具進(jìn)行成形的工藝。但是熱成型需要對(duì)工藝條件、金屬相變、CAE分析技術(shù)進(jìn)行深入研究，該技術(shù)被國(guó)外廠商壟斷，國(guó)內(nèi)發(fā)展緩慢。 [3]
過(guò)去在生產(chǎn)深沖或者重沖工件，大家都認(rèn)為耐壓型（EP） 潤(rùn)滑油是保護(hù)模具的最好選擇。硫和氯EP添加劑被混合到純油中來(lái)提高模具壽命已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史了。但是隨著新金屬--高強(qiáng)度鋼的出現(xiàn)，環(huán)保要求的嚴(yán)格，EP油基潤(rùn)滑油的價(jià)值已經(jīng)減少，甚至失去市場(chǎng)。
在高溫下高強(qiáng)度鋼的成型，EP油基潤(rùn)滑油失去了它的性能，無(wú)法在極溫應(yīng)用中提供物理的模具保護(hù)隔膜。而極溫型的IRMCO高固體聚合物潤(rùn)滑劑則可以提供必要的保護(hù)。隨著金屬在沖壓模具中變形，溫度不斷升高，EP油基潤(rùn)滑油都會(huì)變薄，有些情況下會(huì)達(dá)到閃點(diǎn)或者燒著（冒煙）。IRMCO高分子聚合物潤(rùn)滑劑一般開始噴上去時(shí)稠度低得多。隨著成形過(guò)程中溫度的上升，會(huì)變得更稠更堅(jiān)韌。實(shí)際上高分子聚合物極溫潤(rùn)滑劑都有“熱尋性”而且會(huì)粘到金屬上，形成一個(gè)可以降低摩擦的隔膜。這個(gè)保護(hù)屏障可以允許工件延展，在要求的工件成型時(shí)沒(méi)有破裂和粘接，以此來(lái)控制摩擦和金屬流動(dòng)。有效的保護(hù)了模具，延長(zhǎng)了模具使用壽命，提高了沖壓的強(qiáng)度。 [1]
1、利用Ca、稀土等微量元素對(duì)夾雜物的變質(zhì)作用，改變鋼中的夾雜物的結(jié)構(gòu)形貌和物性，使鋼中夾雜物球化、細(xì)化，從而提高鋼材的力學(xué)性能。
2、對(duì)鋼錠進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散熱處理，可以改善鋼錠的成分不均勻性，從而提高鋼材的橫向性能。
3、在熱加工方面，對(duì)鋼錠進(jìn)行反復(fù)的鐓拔和多向軋制，增大變形量，可降低鋼中的碳化物偏析的級(jí)別，也有利于改善鋼材的各向異性。
4、鋼的純凈度對(duì) 模具鋼材的等向性能有很大的影響，采用二次精煉技術(shù)（包括真空精煉、ESR和鋼包噴粉等），可以提高鋼材的純凈度，尤其降低鋼中的有害雜質(zhì)的含量，對(duì)提高性能十分有益。 [3]
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(chǎn)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(lái)越高，要求鋼材的質(zhì)量好，尺寸穩(wěn)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(guò)剩；另外，隨著模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用日益廣泛，模具標(biāo)準(zhǔn)化、商品化程度的提高，對(duì)于模具鋼產(chǎn)品質(zhì)量、品種規(guī)格以及交貨周期將提出更高的要求。此模具鋼類似于一個(gè)4330合金，潔凈鋼生產(chǎn)技術(shù)。它具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性，并一直工作鋅，鋁合金壓鑄，塑料和橡膠模具的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)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(yīng)硬化，硬質(zhì)合金涂層，PVD和氮化。所以，SKD61模具鋼不僅有模具鋼的優(yōu)點(diǎn)，更有一些合金鋼產(chǎn)品的特點(diǎn)。將會(huì)帶動(dòng)國(guó)內(nèi)模具鋼產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展。
因此，鋼鐵企業(yè)要根據(jù)國(guó)內(nèi)模具制造業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和模具市場(chǎng)的需求，緊抓研制開發(fā)高精度、高韌性、耐腐蝕、高質(zhì)量的模具鋼新品種，使國(guó)產(chǎn)的熱作和冷作模具鋼達(dá)到世界先進(jìn)水平。相信在未來(lái)的日子，我們生產(chǎn)模具鋼的質(zhì)量和技術(shù)會(huì)越來(lái)越好，模具鋼的市場(chǎng)也會(huì)得到更快更好的發(fā)展，將會(huì)帶領(lǐng)國(guó)內(nèi)模具鋼產(chǎn)業(yè)邁上更高層次的發(fā)展。美好的未來(lái)，我們拭目以待。 [3]
就國(guó)內(nèi)外使用的模具鋼材而言，模具鋼密度一般都在7.85左右，通常模具鋼是鍛造件，密度在8000-8400千克/立方米。不同模具鋼材中加入的合金元素比例不一樣，模具鋼密度會(huì)有小范圍的差別。
密度是物質(zhì)的特性之一，每種物質(zhì)都有一定的密度，不同物質(zhì)的密度一般是不同。因此我們可以利用密度來(lái)鑒別物質(zhì)。所以我們可以根據(jù)密度公式ρ=M/V，計(jì)算出任意一種模具鋼的密度。
根據(jù)密度公式：ρ=m/v，也就是說(shuō)決定模具鋼質(zhì)量和體積的因素決定了模具鋼密度。那么從微觀的角度來(lái)講的話，就是分子量和分子間隙共同決定物質(zhì)的密度。體積、大小、質(zhì)量、壓強(qiáng)、壓力和溫度影響物質(zhì)密度，雖然物質(zhì)密度物質(zhì)的本身屬性，它是一定的，但是物質(zhì)有各種狀態(tài)，當(dāng)物質(zhì)形成態(tài)的轉(zhuǎn)化的時(shí)候，密度才會(huì)變化。比如水，升溫可導(dǎo)致水的氣化，密度變小，加壓又可以使水蒸氣從新凝結(jié)為液態(tài)水，密度變大。大家都知道鐵的密度7.8g/cm3，模具鋼材是鐵和一些微量的合金元素形成的，微量的合金元素占的比例非常少，但是在模具鋼材成形的過(guò)程會(huì)形成不同的化合物，每一種化合物所占有的空間不一樣，導(dǎo)致同樣體積的模具鋼材，其內(nèi)部的空隙不一樣，這就是影響模具鋼密度的主要因素。但由于模具鋼材加入的合金元素分量不到10%對(duì)模具鋼材整體的影響小，所以密度也接近鐵的密度。 [
