冷作模具鋼的耐磨性不僅取決于硬度,還與鋼中碳化物的類型、數(shù)量、大小和分布密切相關(guān)。合理的碳化物分布能夠有效阻止磨損的擴(kuò)展,提高模具的耐磨性能。此外,適當(dāng)?shù)捻g性也不可或缺,盡管冷作模具鋼以硬度和耐磨性為主,但在實(shí)際工作中,模具仍可能遭受沖擊載荷,若韌性不足,容易發(fā)生斷裂、崩刃等失效形式。像 SKD11 這類冷作模具鋼,通過優(yōu)化合金成分和熱處理工藝,在保證高硬度和耐磨性的同時,也具備了一定的韌性,使其在復(fù)雜的冷作模具應(yīng)用場景中表現(xiàn)出色。在選材時,需綜合考慮模具的具體工作條件,如所加工材料的硬度、厚度、加工工藝以及生產(chǎn)批量等因素。對于加工硬度較高、厚度較大的材料,應(yīng)優(yōu)先選擇硬度和耐磨性更高的冷作模具鋼;而對于承受較大沖擊載荷的模具,則需在保證硬度和耐磨性的基礎(chǔ)上,著重提升材料的韌性??绽溆不>咪摽绽浼纯捎不僮骱啽?。蘇州NAK80模具鋼按需定制
根據(jù)回火溫度的不同,可分為低溫回火(150 - 250℃)、中溫回火(350 - 500℃)和高溫回火(500 - 650℃)。低溫回火主要用于冷作模具鋼,能夠在保持高硬度的同時,適當(dāng)降低淬火應(yīng)力,提高韌性。中溫回火常用于熱作模具鋼,可使鋼獲得較好的彈性和韌性,同時保持一定的硬度。高溫回火則能使模具鋼的組織更加均勻,消除內(nèi)應(yīng)力,提高綜合力學(xué)性能,適用于一些對強(qiáng)度和韌性要求較高的模具。例如,熱作模具鋼 H13 在淬火后,通常采用 550 - 650℃的高溫回火,回火次數(shù)一般為 2 - 3 次,通過這樣的回火處理,H13 鋼能夠獲得良好的熱疲勞性能、強(qiáng)度和韌性的平衡。退火也是模具鋼常用的熱處理工藝之一,包括完全退火、球化退火和去應(yīng)力退火等。完全退火主要用于改善模具鋼的切削加工性能,通過將鋼加熱到臨界溫度以上,保溫后緩慢冷卻,使鋼的組織均勻化,降低硬度。球化退火則適用于過共析鋼,如部分冷作模具鋼,其目的是使鋼中的碳化物球化,改善鋼的韌性和切削加工性能,同時為后續(xù)的淬火處理做好組織準(zhǔn)備。去應(yīng)力退火主要用于消除模具在加工過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力,穩(wěn)定模具尺寸,防止變形和開裂。東莞高速模具鋼按需定制橡膠模具鋼耐橡膠腐蝕,保證橡膠制品成型質(zhì)量。
耐熱性是熱作模具鋼必備的性能。在高溫環(huán)境下,模具鋼需要保持其硬度、強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性,防止因溫度過高而發(fā)生軟化、變形等現(xiàn)象。例如在壓鑄模具中,模具需要承受高溫金屬液的反復(fù)沖刷和填充,使用具有良好耐熱性的模具鋼,如 3Cr2W8V 鋼,能夠在高溫壓鑄過程中,保持模具的精度和表面質(zhì)量,保證壓鑄件的尺寸精度和外觀質(zhì)量。冷作模具鋼中的低合金冷作模具鋼,如 9SiCr 鋼,具有一定的淬透性和較高的回火穩(wěn)定性。它常用于制造一些形狀復(fù)雜、要求變形小的冷作模具,如小型沖裁模、冷鐓模等。9SiCr 鋼在經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚砗?,能夠獲得良好的綜合性能,其硬度可達(dá)到 HRC60 - 62,同時具有較好的韌性,能夠滿足這類模具在工作過程中的性能要求。
熱作模具鋼選材時,首先要依據(jù)模具的工作溫度與熱負(fù)荷大小。壓鑄模工作溫度高、熱負(fù)荷大,需選用熱疲勞性能與高溫強(qiáng)度優(yōu)異的鋼種,如 H13 鋼;熱鍛模在較高溫度下承受沖擊載荷,除熱疲勞性能外,還需良好的韌性,可選用鉻鎢鋼等。模具的服役壽命要求也很關(guān)鍵,長期使用的模具需選用質(zhì)量高、性能穩(wěn)定的鋼材。同時,要考慮模具的加工工藝性,包括鍛造、切削加工、熱處理等性能,確保模具制造過程順利進(jìn)行。此外,還需結(jié)合成本效益分析,在滿足性能要求前提下,選擇性價比高的熱作模具鋼。鏡面模具鋼可實(shí)現(xiàn)鏡面拋光效果,用于高要求塑件。
冷作模具鋼主要用于常溫下對金屬材料進(jìn)行沖壓、剪切、冷鐓等加工,其性能要求是高硬度、高耐磨性和足夠的韌性。典型牌號如 Cr12MoV,經(jīng)淬火 + 低溫回火后硬度可達(dá) HRC58-62,沖擊韌性 αk≥20J/cm2,能承受較大的沖擊載荷而不崩裂。該鋼種通過添加鉬(Mo)和釩(V)元素,形成細(xì)小的碳化物,顯著提高耐磨性和回火穩(wěn)定性,在沖裁模具中可實(shí)現(xiàn) 10 萬次以上的使用壽命。對于要求更高的精密冷沖模具,常用 DC53 鋼,其經(jīng)深冷處理(-196℃)后,殘余奧氏體含量≤5%,尺寸穩(wěn)定性提升 40%,特別適合電子接插件等精密零件的沖壓加工,可將沖裁間隙控制在 0.005mm 以內(nèi)。位錯強(qiáng)化模具鋼利用位錯運(yùn)動強(qiáng)化鋼的強(qiáng)度。五金模具鋼生產(chǎn)廠家
連鑄模具鋼用于連鑄結(jié)晶器,性能要求苛刻。蘇州NAK80模具鋼按需定制
壓鑄模具在高溫高壓下與熔融金屬(鋁合金壓鑄溫度 650-700℃)接觸,易發(fā)生熱熔損(粘模和侵蝕),H13 鋼通過優(yōu)化成分和表面處理提升抗熱熔損性能。成分中添加鈮(Nb)元素(0.05-0.10%),形成高溫穩(wěn)定的 NbC,抑制碳化物在晶界聚集,抗熱熔損性能提升 25%。表面處理采用物理的氣相沉積(PVD)技術(shù),鍍覆 TiAlN 涂層(厚度 3-5μm),其耐高溫達(dá) 800℃,硬度 HV3000,與鋁合金的摩擦系數(shù)降至 0.3,有效減少粘模現(xiàn)象。在汽車輪轂壓鑄模具中,經(jīng) TiAlN 涂層處理的 H13 模具,使用壽命從 5 萬模次延長至 8 萬模次,且鑄件表面質(zhì)量提升,減少清理工作量。蘇州NAK80模具鋼按需定制