加工模具时用的,由于模具的用途很广,各种模具的工作条件差别很大,所以,制造模具用材料范围很广,在模具材料中应用最广的当属模具钢。从-般的碳素结构钢、碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢、弹簧钢、高速工具
H13模具钢介绍
H13属于热作模具钢,是由美国芬可乐模具钢在碳工钢的基础上加入合金元素而形成的钢种,是目前使用最广泛和最具代表性的热作模具钢种。出厂硬度:布氏硬度HBW10/3000(即≤235HB)。
H13模具钢力学性能
硬度:退火硬度,245~205HB,淬火硬度,≥50HRC。
H13模具钢主要特性
(1)淬透性高、韧性高;
(2)抗热裂能力优良,在工作场合可用水冷;
(3)耐磨损能力中等,提高其表面硬度可以采用渗碳或渗氮工艺,但要稍微降低抗热裂能力;
(4)因其含碳量较低,回火中材料的二次硬化能力较差;
(5)在较高温度下,H13具有抗软化能力,但其使用温度高于540℃(1000℉)硬度出现迅速下降(即能耐的工作温度为540℃)的现象;
(6)热处理的变形小;
(7)切削加工性中等或者较高;
(8)中等抗脱碳能力。
H13模具钢用途
用途和9CRWMN模具钢基本相同,但因其钒含量高一些,故中温(600度)性能比Cr5MoSiV钢要好,是热作模具钢中用途很广泛的一种代表性钢号。
H13模具钢用于制造冲击载荷大的锻模,热挤压模,精锻模;铝、铜及其合金压铸模。更为令人注意的是,它还可用于制作航空工业上的重要构件。
H13模具钢化学成分
牌号C SiMnCrMoVPS
H13 032~045 080~120 020~050 475~550 110~175 080~120 ≤0030 ≤003
S136概述:S136瑞典一胜百高镜面塑料模具钢,S136能抵抗水、水蒸气,弱有机酸,稀释的xiao酸盐、碳酸盐等。经由S136制成的模具。若在潮湿的环境中操作,或在正常状态下使用腐蚀性的塑胶材料,均不会生锈或被污染。S136在低温回火及抛光至镜面状态的时候,特别能显示出优良的耐腐蚀性。
S136的供货形态可在:
• 盘元
• 圆钢
• 锻坯
• 扁&方钢
表面供货形态:拉拔、无心磨光、热作、剥皮、粗机加工、冷轧、热轧。
S136热处理工艺及硬度:
⒈软性退火:
在保护状态下,加热至780℃均温后,于炉中以每小时10℃的速度,冷却至650℃,接着再置于空气中冷却。
⒉应力去除:
经过粗加工后,必须加热至650℃,均温2小时后,缓慢冷却至500℃,然后置于空气中冷却。
⒊淬火:
预热温度:600~850℃;
淬火温度(奥氏体化温度):1020~1050℃;
S136有哪些特性?
S136为瑞典一胜百模具钢系列的一种高级不锈工具钢,其具备以下的特性:
①、优良的耐腐蚀性;
②、优良的抛光性;
③、优良的耐磨性;
④、优良的机械加工性;
⑤、淬火时具有优良的稳定性。
S136化学成分, %:
碳C 038%
铬Cr 1360%
锰 Mn 050%
硅 Si 090%
钒 V030%
S136在哪些应用中使用?
S136被推荐用于所有的模具,由于其特殊的性质,更适合特殊环境的需求。
Ⅰ、耐腐蚀、锈蚀:
对使用有腐蚀性的PVC、cu酸盐类等注模原料或必须在潮湿的环境下工作及存放的模具。
Ⅱ、耐磨性:
在使用磨耗较大的注模材料(包含热固性射出成型模)或要求模具有较长的工作时间,如电子零件、舍弃式的餐刀具、器皿等。
Ⅲ、高光滑度的表面:
生产光学产品,如照相机、太阳眼镜、化学仪器及塑胶制品等。
目前国内主要有以下进口模具钢品牌:
美国crucible--熔炉斯伯--光圆、S136光棒--原厂质保
日本hitachi---日立金属--板材、S136精板--原厂质保
瑞典Uddeholm--乌德霍姆--材料、S136薄板--原厂质保
瑞典ASSAB-----一胜百----毛圆、S136棒材--原厂质保
瑞典BOHLER----百禄进口--光圆、S136光棒--原厂质保
日本daido-----日本大同--黑皮、S136精板--原厂质保
优点:
1、优良的耐蚀性、抛光性,良好的耐磨性、机械加工性,淬硬时优良的尺寸稳定性;
2、组织非常均匀,含杂质非常小,研磨能保持很好的平面度;
3、优良的抛光性,表面可加工成镜面;
4、优良的耐磨性、耐腐蚀、锈蚀对使用有腐蚀性的PVC、醋酸盐类等注模原料或必须在超市的环境下工作及存放的模具;
5、优良的机械加工性。
缺点:
1、尽可能避免焊接,因为容易开裂。
应用:
1、S136一般适用于需要热处理的零件,达到高强度高硬度;
2、高光滑度的表面,生产光学产品,如照相机、太阳眼镜、化学仪器及塑胶制品等;
3、因其良好的耐腐蚀性,在有弱腐蚀性液体或潮湿环境下工作的零件可选用此种材料;
4、对表面粗糙度要求很高零件可用研磨工艺表面达到要求;
5、加工后也要做退磁处理,因此对耐腐蚀性和硬度(HRC>40)有要求(但比SUS440C低)攻坚。材料可优先(价低)选用S136。
DC53是日本大同特殊钢对SKD11进行改良的新型冷作模具钢,其技术规范载于日本工业标准(JIS)G4404。它克服了SKD11高温回火硬度和韧性不足的弱点,将在通用及精密模具领域全面取代SKD11的高强韧性通用冷作模具钢。
DC53常规热处理条件下,残余奥氏体几乎全部分解,一般可省略深冷处理,在较强硬度下仍可保持较高的韧性。
实验设计:
一、DC53经1040℃淬火和520~530℃高温回火后,硬度HRC可达62~63,是目前常用的冷作模具钢中最高的,且切削性、磨削性较好,电加工变质层残余应力小,残余奥氏体极少,碳化物细小并分布均匀。
因模具受力情况较复杂,有些模具工作零件需具备一些特殊的力学性能,若按标准的热处理工艺往往无法达到理想的工作性能要求,需通过热处理对硬度、韧性和耐磨性等基本特性作适当调整,以达到模具最佳工作状态。淬火温度和回火温度则是热处理的主要工艺参数,本文着重研究DC53的回火特性。
二、实验中,对DC53热处理规范略作一些变化,适当调整了淬火温度,回火温度取6档,即100℃,200℃,300℃,400℃,500℃,600℃。100℃回火选用101-2型干燥箱进行加热,其余采用SX-25-12型箱式电阻炉加热,每个回火温度取两个试样。
硬度测试选用金属洛氏硬度试验,在常温下进行,采用HBRVU-1875型布洛维光学硬度计。
冲击试验采用10mm×10mm×55mm无缺口试样,在JB30B冲击试验机上进行,冲击能量为03KNm或015KNm。
结果分析:
1、硬度值
对每个试样各取3个不同位置点测硬度,得出各回火温度下的硬度值,综合各试样的硬度值,DC53在100~500℃回火时,硬度值变化并不大;在400℃中温回火时硬度略高,标准热处理回火后的硬度峰值一般在520℃左右;在600℃高温回火后,硬度大幅下降,平均HRC硬度值仅为52。4,故回火温度不宜太高。
2、冲击韧性
回火后,磨去试样表面的氧化脱碳层,测出不同回火温度下各试样的冲击值,综合各试样的冲击值,DC53在200℃回火时,平均冲击值达到60J/cm2以上。在500℃回火时,冲击韧性较差,表现出一定的高温回火性。600℃以上回火冲击韧性很好,但硬度大为下降,达不到使用要求。
实验结果表明,DC53总体回火稳定性较好,在一定回火温度范围内,硬度和冲击值变化不大;在400~500℃回火时韧性大幅度下降,出现回火脆性现象;在600℃回火时,试样的韧性很高,冲击值达到85J/cm2,但硬度大幅下降。在生产中,对于一些硬度、耐磨性要求不太高而韧性要求较高的冷作模具可采用高温回火;对硬度要求较高,同时又要具有较高韧性的冷作模具,宜采用200℃左右的低温回火。其他回火温度下的硬度和冲击值可采用合适的计算方法(如插值法、函数逼近等)预测,再用实验验证。淬火态试样中碳化物呈断续细带状分布,200℃回火后碳化物呈均匀分布,且组织内几乎不存在大块状碳化物,故韧性较好。从断口形貌看,200℃回火组织断口的解理台阶远少于淬火态试样,5000倍金相中的断口有一些小而浅的韧窝,显示其有一定的韧性。回火后,残余奥氏体转变较充分,碳化物细小并分布均匀,使韧性增加。
结论:
1、适当调整淬火温度后,DC53在200℃回火时硬度和冲击韧性都较高;在400~500℃回火时硬度较高,韧性大幅度下降;在600℃回火时冲击韧性很高,硬度显著下降。
2、形状复杂的精密冲模、修整模、冷轧辊轮等工模具宜采用低温回火工艺,以使模具工作零件获得高硬度、高韧性、耐磨性好、强度高,可有效延长模具寿命,防止过度磨损、变形、开裂等早期失效现象。
3、受冲击载荷较大的复杂模具可采用低淬高回工艺,以得到较高的冲击韧性,防止模具产生脆性断裂现象。
DC53钢主要特性:
(1)被切削性,被研磨性良好。被切削性,被研磨性皆比SKD11优秀,所以加工工具寿命较长,加工工时数较省。
(2)在热处理上之优点淬火硬化能比SKD11高,所以可改善真空热处理时硬度不足之缺陷。
(3)在线切割加工上之优点藉高温回火可减轻残留应力及消除残留沃斯田铁,能防止线切割加工产生龟裂、变形之困扰。
(4)在表面硬化处理上之优点表面硬化处理后表面硬度比SKD11高,因此可提高模具性能。
(5)在修补焊接作业上之优点由于预热及后热温度均比SKD11低,所以修补焊接作业较简便。特点:通用冷作模具钢,高硬度,高韧性DC53模具钢。
DC53钢主要用途:
1、高温回火后可达HRC63,有利于线切割加工的精密冲裁模及各种用途冲压模。
2、难加工材料的塑性变形用工具。
3、冷锻、深拉和搓丝用模。
4、高速冲裁冲头、不锈钢板冲头。
8566模具钢是一款抗崩裂性能好,兼备耐磨性的高合金工具钢,8566的抗崩裂性能是SKH-9高速钢的4倍,D2的两倍,主要用于不锈钢冲压,尖角冲压,窄边冲压,等残酷工况,其它模具钢解决不了的崩裂问题,可以用8566模具钢解决。