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      簡述:美國模具鋼類工業用材分析報告

      簡述:美國模具鋼類工業用材分析報告

      2011/3/8/9:3來源:機電商情網

          【慧聰五金網】美國模具鋼系列和選用方案在40年代就初步形成。 

        美國模具工業用材分析

        美國按模具服役條件將模具鋼分為三大類,美國金屬學會工具鋼委員會列出了:冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼三大類。其中,冷作模具鋼又分出12小類,熱作模具鋼9小類,塑料模具鋼2小類。每個小類的選材又取決于三個主要因素:

        尺寸大小和形狀的復雜性

        被加工的材料

        耐久性要求或設計壽命

        冷作模具鋼的分類

        冷作模具鋼分為五組:W組、O組、A組、D組、S組。

        W組即水淬工具鋼,有11個鋼種,7個碳素工具鋼,含碳量從0.7%-1.3%。

        O組即油淬冷作模具鋼(俗稱油鋼),有4個鋼種,含碳量在0.85-1.55%。

        A組即空淬中合金冷作模具鋼,有9個鋼種,含碳量從0.5-2.25%。

        D組即高碳高鉻冷作模具鋼,有7個鋼種,含碳量0.9%-2.5%。

        S組即耐沖擊工具鋼,有7個鋼種,含碳量0.4-0.6%。

        用于冷作模具還有高速鋼(HSS組)和超高速鋼(SHSS組),鈷基硬質合金和鋼結硬質合金(HA組),粉末鋼和工程陶瓷(PIM組),碳鎢工具鋼(F組),特殊用途工具鋼(L組)。 

        冷作模具鋼的選用

        冷作模具鋼的主系列是高硬冷作類,主要用于要求高抗壓和耐磨為主的模具,硬度高于HRC60-62。對于要求耐沖擊、韌性高的模具,硬度低于HRC60-62,主要用S類和部分A類和最普通的調質鋼、彈簧鋼、熱作模具或基體鋼。對于大型沖壓模,如汽車外型沖壓件,主要用鑄鐵類。簡易或壽命數量少的用鋅基合金或高分子復合材料。

        高速鋼和超高速鋼在冷作模具中的應用迅速增長。主要是有高的“抗壓強度/硬度”比值。且硬度可在HRC60-70之間選擇。

        粉末模具鋼有優良的耐磨壽命,硬度不大于HRC60-62,應用相當多。

        碳素工具鋼在壽命10萬件的沖頭或軟材料沖壓模仍有一定的應用范圍。

        熱作模具鋼的分類

        美國熱作模具鋼分二大類:熱作模具鋼和超級熱強合金。

       熱作模具鋼的選用

        熱作模具由于在有溫度的條件下工作,要求材料具有熱強性和熱耐磨性,為了保證模具的使用壽命模具要冷卻,熱冷交替模具會出現龜裂,即熱疲勞裂紋,所以材料又要求有抗裂紋能力和抗熱疲勞性能。

        按熱強性排列的主系列進行選材:

        低合金調質模具鋼(6G,6F2,6F3)―中鉻熱作模具鋼(H11、H12、H13)―鎢熱作模具鋼(H21、H22)。

        非標準的熱作模具鋼:例如熱鐓鍛模具用時效硬化型的6H4。使用H11、H12、H13出現了不能滿足熱耐磨性時,可以選擇6H1、6H2。

        當要求模具以熱作耐磨性為主時,可以選擇D2、D4――M2、M4――粉末鋼。鋼結硬質合金、鈷基硬質合金的高溫耐磨性是很高的,但其熱疲勞性(即冷熱抗疲勞裂紋)很差,不能在急冷急熱狀態下使用。 

        塑料模具鋼的分類

        美國是最早在工具鋼中列出塑料模具專用鋼的國家,以P來表示為主,共分為五類。

        滲碳型塑料模具鋼:P1,P2,P3,P4,P5,P6。這類鋼含碳量很低,主要是美國早期及用擠壓成型制模法,要求冷塑性好,有高的擠壓性能,成型后表面滲碳淬火提高表面硬度,使用壽命長。芯部超低碳可使淬火時變形量最小。

        調質型塑料模具:P20,P21。目前塑料模具中P20的用量很大,已成為主體,大多數在預硬狀態時使用。

        中碳合金工具鋼用于熱固性塑料模。鋼號有H13,而L12和S7,O1和A2也有應用。這一類的特點是:

        1、基本屬二次硬化金鋼,500-600℃時的熱強性好。

        2、含鉻較高,大氣腐蝕性好。

        3、淬透性極好,適用于大模塊。

        不銹鋼用于耐蝕性要求高的塑料模,主要鋼號有420,414L,440,416。

        時效鋼是經過時效處理而獲得高的使用性能。有兩種,一種是P21低碳Ni-A1時效鋼;另一類是18Ni馬氏體時效鋼。后者是用于宇航工業的無碳高純度、高強度、高韌性的材料。用于力學性能、尺寸精度、光潔度和耐蝕性都要求高的塑料模具中。

        塑料模具鋼的選用

        薄壁的塑料箱體,生產批量在小于10萬件時,用P20、P21預硬態(HB250-300),腐蝕性較強時用414L。

        高壽命的普通塑料模,用P6或P20,經滲碳―淬火后硬度在HRC54-58;塑料件不太大時,可用O1、S7。腐蝕性較強時用420。

        非高溫的熱固性模用P6、P20經滲碳淬火后使用。腐蝕性強用420。

        高溫熱固性塑料模用H13和S7或滲碳鋼P4。這些含鉻較高有好的抗回火性和抗高溫氧化性。

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