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(qiáng)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(jī)械應(yīng)力與熱應(yīng)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(qiáng)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(yīng)用場景差異,在化學(xué)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。預(yù)硬型模具鋼無需再熱處理,縮短模具制造周期。中山塑膠模具鋼批量定制
熱作模具鋼在高溫環(huán)境下工作,承受著熱應(yīng)力、熱沖擊以及機(jī)械載荷的共同作用,其性能直接關(guān)系到熱加工工藝的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量。H13 鋼是典型的熱作模具鋼,被廣泛應(yīng)用于熱鍛模、熱擠壓模、壓鑄模等場景。在熱鍛過程中,模具需要頻繁接觸 800-1200℃的高溫坯料,每次接觸都會經(jīng)歷劇烈的溫度變化,這就要求鋼材具備良好的熱強(qiáng)性(在 600℃時仍能保持 800MPa 以上的抗拉強(qiáng)度)、抗熱疲勞性能(可承受 10 萬次以上的冷熱循環(huán))以及足夠的韌性(沖擊韌性 αk≥20J/cm2)。例如在某大型鍛造廠,用于鍛造汽車曲軸的 H13 鋼熱鍛模,在經(jīng)過 5 萬次熱鍛循環(huán)后,模具型腔的磨損量為 0.1mm,仍能保持良好的尺寸精度,有效保障了鍛造生產(chǎn)的連續(xù)性和曲軸的加工質(zhì)量。此外,H13 鋼還具有較好的淬透性,大型模具在淬火時心部也能獲得均勻的馬氏體組織,避免了因性能不均導(dǎo)致的早期失效。深圳SKD61模具鋼零售空冷硬化模具鋼空冷即可硬化,操作簡便。
對于熱作模具鋼,如 H13 鋼,淬火和回火工藝也十分關(guān)鍵。H13 鋼的淬火溫度一般在 1020 - 1050℃,淬火后獲得馬氏體組織,硬度較高?;鼗饻囟韧ǔT?550 - 650℃之間,通過適當(dāng)?shù)幕鼗穑梢允柜R氏體發(fā)生分解,析出彌散分布的碳化物,提高鋼的熱強(qiáng)性和抗熱疲勞性能。同時,回火還能降低淬火應(yīng)力,提高鋼的韌性。在實際生產(chǎn)中,為了獲得比較好的性能,H13 鋼可能需要進(jìn)行 2 - 3 次回火。表面處理技術(shù)在模具鋼領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。氮化處理能夠在模具鋼表面形成一層硬度高、耐磨性好、抗腐蝕性強(qiáng)的氮化層。例如,對于一些塑料模具鋼,經(jīng)過氮化處理后,模具表面的硬度可以提高到 HV900 - 1200,提高了模具的耐磨性能和脫模性能。同時,氮化層還能夠抵抗塑料制品中一些化學(xué)物質(zhì)的侵蝕,延長模具的使用壽命。在電子、家電等行業(yè)的塑料模具制造中,氮化處理應(yīng)用較為普遍。
模具鋼表面處理技術(shù)能提升模具性能與使用壽命。常見表面處理技術(shù)有氮化、鍍硬鉻、PVD(物相沉積)、CVD(化學(xué)氣相沉積)等。氮化可在模具表面形成硬度高、耐磨性好且耐蝕的氮化層,提高模具表面硬度與疲勞強(qiáng)度,如氣體氮化、離子氮化等工藝。鍍硬鉻能在模具表面形成堅硬、光滑的鉻層,提高耐磨性與抗粘附性,常用于塑料模具與冷作模具。PVD 與 CVD 可在模具表面沉積一層高性能薄膜,如 TiN、TiAlN 等,顯著提高模具的硬度、耐磨性與抗氧化性,尤其適用于高速、高精度模具,大幅提升模具在惡劣工況下的工作性能。熱作模具鋼具備良好熱疲勞性能,適應(yīng)高溫反復(fù)熱脹冷縮工況。
熱處理對模具鋼性能優(yōu)化至關(guān)重要。常見熱處理工藝包括淬火、回火、退火等。淬火可大幅提高模具鋼硬度與強(qiáng)度,通過快速冷卻使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織,但淬火過程需控制好加熱溫度、保溫時間與冷卻速度,防止出現(xiàn)裂紋等缺陷?;鼗鹁o隨淬火之后,目的是消除淬火應(yīng)力,調(diào)整硬度與韌性的平衡,不同回火溫度可得到不同組織與性能。退火則用于改善鋼材切削加工性能,消除殘余應(yīng)力,均勻組織。例如,冷作模具鋼 Cr12MoV 經(jīng)淬火后在 500 - 550℃回火,可獲得良好的綜合力學(xué)性能,滿足模具長期使用需求。連鑄模具鋼用于連鑄結(jié)晶器,性能要求苛刻。中山S136模具鋼按需定制
貝氏體模具鋼具有良好的強(qiáng)韌性和耐磨性。中山塑膠模具鋼批量定制
模具鋼的成本也是模具制造企業(yè)需要考慮的重要因素之一。不同類型的模具鋼價格差異較大,一般來說,合金含量越高、性能越好的模具鋼,價格也越高。在選擇模具鋼時,需要在滿足模具性能要求的前提下,綜合考慮成本因素。例如,對于一些批量較小、對模具壽命要求不是特別高的簡單模具,可以選擇價格相對較低的碳素工具鋼或低合金模具鋼。而對于一些大型、精密、長壽命的模具,則需要選擇高性能的模具鋼,雖然成本較高,但從長期來看,能夠降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率。模具鋼的市場供應(yīng)情況也會影響企業(yè)的選擇。一些常用的模具鋼,如 P20 鋼、H13 鋼等,市場供應(yīng)較為充足,價格相對穩(wěn)定。而一些特殊性能的模具鋼,如時效硬化型塑料模具鋼、高速鋼等,可能由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜、產(chǎn)量較低,市場供應(yīng)相對緊張,價格也較高。企業(yè)在選擇模具鋼時,需要關(guān)注市場動態(tài),確保原材料的穩(wěn)定供應(yīng)。同時,與可靠的供應(yīng)商建立長期合作關(guān)系,也是保證模具鋼質(zhì)量和供應(yīng)穩(wěn)定性的重要措施。中山塑膠模具鋼批量定制