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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。

 

 

02

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。

 

2. 冶炼工艺

• 普通炼钢工艺

   

 

• 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。

   

 

3. 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。

 

 

03

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。

 

 

2. 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。

 

 

3. 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。

 

04

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

 

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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︰ ★★★★☆