模具鋼作為制造各類模具的關鍵材料,依據其使用場景和性能特點,大致可分為冷作模具鋼、熱作模具鋼以及塑料模具鋼。冷作模具鋼常用于室溫下對工件進行壓制、成型的模具制造,如冷沖裁模具、冷拉深模具等。這類鋼種通常具有高硬度和良好的耐磨性,以應對冷加工過程中的度摩擦和壓力。像 Cr12MoV 鋼,碳含量較高,含有大量的合金元素,經過適當的熱處理后,硬度可達 HRC60 - 62,在冷作模具領域應用。熱作模具鋼主要用于高溫環(huán)境下對金屬進行熱加工的模具,如熱鍛模、壓鑄模等,需具備出色的熱強性、熱疲勞穩(wěn)定性和抗熱沖擊能力。典型的熱作模具鋼 H13,在 550 - 650℃的高溫區(qū)間仍能保持良好的力學性能,確保模具在反復受熱和冷卻的循環(huán)中穩(wěn)定工作。塑料模具鋼則專注于塑料成型模具的生產,因塑料品種繁多,對模具鋼的要求也各不相同,涵蓋了從普通強度到高耐腐蝕、高精度等多種特性,如常用的預硬型塑料模具鋼 P20,具有良好的加工性能和一定的硬度,適用于大多數塑料模具的制造。微合金化模具鋼通過添加微量合金元素優(yōu)化性能。東莞S136模具鋼批發(fā)
模具鋼的磨削性能與其硬度、組織狀態(tài)密切相關,高硬度模具鋼(HRC55 以上)磨削時易產生燒傷和裂紋,需采用特殊工藝。磨削 Cr12MoV 冷作模具時,選用粒度 80-120# 的立方氮化硼(CBN)砂輪,切削速度控制在 30-40m/s,冷卻液流量≥20L/min,可避免表面燒傷。對于 S136 鏡面模具鋼的精密磨削,需采用恒壓力磨削工藝,進給量控制在 0.001-0.002mm / 次,配合在線測量系統,使平面度誤差控制在 0.005mm/m 以內。在模具型腔磨削中,使用五軸聯動磨床配合陶瓷結合劑砂輪,可加工出 Ra0.05μm 的復雜曲面,滿足光學鏡片模具的精度要求。廣東五金模具鋼量大從優(yōu)冷鐓模具鋼抗鐓粗變形能力強,保證冷鐓模具精度。
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、數量、大小和分布密切相關。合理的碳化物分布能夠有效阻止磨損的擴展,提高模具的耐磨性能。此外,適當的韌性也不可或缺,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,使其在復雜的冷作模具應用場景中表現出色。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、加工工藝以及生產批量等因素。對于加工硬度較高、厚度較大的材料,應優(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上,著重提升材料的韌性。
高速沖壓模具(沖壓速度≥300 次 / 分鐘)要求模具鋼兼具高耐磨性和足夠韌性,以承受高頻沖擊載荷。ASP-30 粉末高速鋼是理想選擇,其碳化物含量達 15-20%(主要為 VC 和 WC),硬度 HRC64-66,耐磨性是 Cr12MoV 的 8 倍,同時因碳化物顆粒細?。ā?μm),沖擊韌性(αk≥15J/cm2)優(yōu)于普通高速鋼。在電機定轉子高速沖壓模具中,ASP-30 模具的使用壽命達 1 億次以上,比傳統材料提升 5-10 倍。為進一步優(yōu)化韌性,采用 “局部硬化” 工藝:模具刃口部位硬度 HRC62-64,非刃口部位通過高溫回火降至 HRC50-55,使模具既耐磨又抗崩裂,適合精密電子件的高速沖壓。低碳模具鋼韌性較好,可用于對韌性要求高的模具。
模具鋼的硬度是衡量其性能的重要指標之一,它直接影響模具的耐磨性和抗變形能力。不同類型的模具鋼硬度要求不同,冷作模具鋼由于需要承受較大的壓力和摩擦,通常需要較高的硬度來抵抗磨損和變形,一般硬度在 HRC58-62 之間。以 D2 鋼為例,它屬于高碳高鉻冷作模具鋼,其化學成分中碳含量高達 1.5%,鉻含量達 12%,經過 1020-1040℃淬火和 180-200℃低溫回火后,硬度可穩(wěn)定在 HRC60-62,并且具有較高的耐磨性。在制造冷沖模、冷擠壓模等模具時,這種高硬度使得模具能夠承受高達 2000MPa 的接觸應力和劇烈的摩擦,保證模具在長期工作中不產生塑性變形,刃口保持鋒利。例如在制造厚度為 5mm 的鋼板冷沖模時,D2 鋼模具的使用壽命可達 50 萬次以上,而硬度較低的模具鋼(如 HRC55 左右)在相同條件下壽命為 20 萬次,差異。晶界強化模具鋼通過強化晶界提高綜合性能。深圳進口模具鋼
復合模具鋼結合多種材料優(yōu)勢,滿足特殊模具需求。東莞S136模具鋼批發(fā)
在拉伸模具中,冷作模具鋼同樣發(fā)揮著重要作用。拉伸模具用于將金屬板材拉伸成各種形狀的零件,如易拉罐、汽車輪轂等。模具在工作過程中,需要承受較大的拉應力和摩擦力。選用合適的冷作模具鋼,如 Cr12Mo1V1 鋼,能夠保證模具在拉伸過程中不發(fā)生變形和破裂,同時具有良好的耐磨性能,確保拉伸零件的尺寸精度和表面質量。Cr12Mo1V1 鋼經過適當的熱處理后,其硬度和韌性能夠達到良好的匹配,滿足拉伸模具的工作要求。熱作模具鋼在鍛造模具中的應用至關重要。鍛造模具需要承受高溫坯料的壓力和沖擊,同時還要抵抗熱疲勞和磨損。以 5CrNiMo 鋼為例,它具有良好的綜合性能,在鍛造生產中被廣泛應用。在鍛造大型鍛件時,5CrNiMo 鋼制造的鍛造模具能夠穩(wěn)定地工作,承受高溫坯料的反復沖擊,保證鍛件的質量。同時,通過合理的熱處理和表面處理工藝,可以進一步提高 5CrNiMo 鋼鍛造模具的使用壽命。東莞S136模具鋼批發(fā)