模具鋼中添加了多種合金元素,這些合金元素對模具鋼的性能起著至關重要的作用。碳(C)是模具鋼中基本且重要的合金元素之一,它對鋼的硬度、強度和耐磨性有著影響。隨著碳含量的增加,鋼中的碳化物數(shù)量增多,硬度和耐磨性提高,但韌性會相應下降。在冷作模具鋼中,為了獲得高硬度和高耐磨性,碳含量通常較高,如 Cr12 型冷作模具鋼,碳含量可達 2.0% - 2.3%。鉻(Cr)是模具鋼中應用的合金元素,它能夠提高鋼的淬透性,使模具在淬火過程中能夠獲得均勻的組織和性能。同時,鉻還能形成堅硬的碳化物,增強鋼的耐磨性和耐腐蝕性。在熱作模具鋼中,鉻有助于提高鋼的熱強性和熱疲勞性能,例如 H13 鋼中含有 5% 左右的鉻。鉬(Mo)和鎢(W)能夠提高鋼的回火穩(wěn)定性,使模具在高溫回火后仍能保持較高的硬度,即具備良好的紅硬性。這在熱作模具鋼中尤為重要,因為熱作模具在高溫下工作,需要保持穩(wěn)定的硬度和強度。鉬還能細化晶粒,提高鋼的韌性,減少回火脆性。塑料模具鋼對塑料成型適應性好,保證塑件外觀和尺寸。江門S45C模具鋼生產廠家
選擇塑料模具鋼主要依據(jù)塑料制品特性與模具使用要求。對于一般塑料制品,產量較大時,可選用預硬型塑料模具鋼,如 P20,其具有良好綜合性能與加工性能,成本相對較低;若塑料制品精度要求高、表面質量好,可選用拋光性能優(yōu)異的 NAK80 等鋼種。對于腐蝕性塑料,需選用耐蝕性強的不銹鋼類塑料模具鋼,如 420 等。模具結構復雜程度也影響選材,復雜模具要求鋼材熱處理變形小,以保證模具尺寸精度。同時,還要考慮模具的生產效率與維護成本,合適的塑料模具鋼能有效降低生產成本,提高生產效益。廣東進口模具鋼廠家現(xiàn)貨玻璃模具鋼耐高溫玻璃液侵蝕,使用壽命長。
模具鋼大致可分為冷軋模具鋼、熱軋模具鋼和塑料模具鋼三大類。冷軋模具鋼適用于冷沖、拉絲、拉延等冷作工藝,需具備高硬度、強度、出色耐磨性以及足夠韌性,常見如 Cr12、Cr12MoV 等鋼種。熱軋模具鋼用于熱鍛、壓鑄等熱作場景,要承受巨大機械應力與熱應力,典型的有 H13、H11 等。塑料模具鋼用于制造塑料成型模具,需滿足一定強度、硬度、耐磨性以及良好工藝性,像 P20、718 等是常用鋼種。不同類型模具鋼因應用場景差異,在化學成分、性能要求和熱處理方式上各有特點,以適配多樣化的模具制造需求。
高速鋼也是模具鋼中的重要一員,雖然其主要應用于切削刀具,但在一些特殊的模具制造中也有使用。例如在制造高速沖裁模具時,高速鋼的高硬度、高耐磨性以及良好的熱硬性,使其能夠在高速沖壓過程中,保持刃口的鋒利度,減少模具的磨損和崩刃現(xiàn)象。與普通冷作模具鋼相比,使用高速鋼制造的沖裁模具,在沖裁速度提高數(shù)倍的情況下,仍能保證模具的使用壽命,極大地提高了沖裁生產效率。模具鋼的硬度是衡量其性能的重要指標之一。不同類型的模具鋼硬度要求不同,冷作模具鋼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,經過合適的熱處理后,硬度可達到 HRC60 以上,在制造冷沖模、冷擠壓模等模具時,能夠承受度的壓力和摩擦,保證模具的長期穩(wěn)定工作。復合模具鋼結合多種材料優(yōu)勢,滿足特殊模具需求。
熱疲勞性能是熱作模具鋼的關鍵指標,通常采用熱循環(huán)測試(加熱至 600-800℃,空冷至室溫為一個循環(huán))評價其抗熱裂紋能力。H13 鋼經優(yōu)化熱處理后,可承受 1000 次以上熱循環(huán)而無明顯裂紋,而普通 5CrNiMo 鋼能承受 500 次循環(huán)。通過掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn),H13 鋼的熱疲勞裂紋擴展速率為 5×10??mm / 次,遠低于 5CrNiMo 鋼的 1.2×10??mm / 次,這與其均勻分布的釩碳化物(VC)阻礙裂紋擴展有關。在實際壓鑄生產中,熱疲勞性能優(yōu)異的 H13 模具(經 200℃回火)比常規(guī)處理的模具壽命延長 40%,尤其適合鋁合金高壓壓鑄(壓射比壓≥100MPa)工況。耐擦傷模具鋼表面硬度高,抵抗擦傷能力強。無錫塑膠模具鋼源頭廠家
拉深模具鋼摩擦系數(shù)小,減少拉深過程中的模具磨損。江門S45C模具鋼生產廠家
高合金冷作模具鋼的典型是 Cr12MoV 鋼,它是一種含碳 2.0%、鉻 12%、鉬 0.3%、釩 0.3% 的高碳高鉻鋼,具有高硬度、高耐磨性和高抗壓強度,是制造重載冷作模具的理想材料。Cr12MoV 鋼經 1020-1050℃淬火和 500-550℃多次回火后,硬度可達 HRC58-62,抗壓強度可達 2500MPa 以上,其組織中含有大量的 Cr7C3 型碳化物,這些碳化物均勻分布在馬氏體基體上,賦予了鋼材優(yōu)異的耐磨性。在五金沖壓、汽車零部件制造等行業(yè),Cr12MoV 鋼被大量用于制造大型沖壓模具、冷鐓模具、冷擠壓模具等。例如在制造汽車底盤厚板沖壓模具時,模具需要承受高達 1000MPa 的壓力和劇烈的摩擦,Cr12MoV 鋼模具能夠在這種重載條件下保持良好的尺寸精度,使用壽命可達 10 萬次以上,而普通冷作模具鋼在相同條件下壽命為 3 萬次左右,提高了模具的使用壽命和生產效率。江門S45C模具鋼生產廠家