熱作模具鋼在工作時,既要承受巨大機械應力,又要經(jīng)受反復的加熱與冷卻,面臨復雜的熱機械疲勞環(huán)境。因此,它需具備高硬度與強度,確保在高溫高壓下模具不變形、不損壞。紅硬性佳,在較高溫度下仍能維持一定硬度與耐磨性。良好的熱疲勞穩(wěn)定性必不可少,可防止模具因熱循環(huán)產(chǎn)生熱疲勞裂紋,影響使用壽命。此外,還需有較高的導熱性,能快速散熱,降低熱應力,以及一定的耐蝕性,抵抗高溫下氧化與介質(zhì)侵蝕。例如 H13 鋼,因其綜合性能優(yōu)異,在壓鑄模、熱鍛模等領域廣泛應用。可加工性改良模具鋼降低加工難度,節(jié)約加工成本。惠州45#模具鋼量大從優(yōu)
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 800℃,硬度 HV3000,與鋁合金的摩擦系數(shù)降至 0.3,有效減少粘?,F(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。東莞塑膠模具鋼工廠直銷鏡面模具鋼可實現(xiàn)鏡面拋光效果,用于高要求塑件。
中合金冷作模具鋼以 CrWMn 鋼為,它具有較高的淬透性和耐磨性。由于其合金元素的合理配比,在淬火后能形成均勻分布的碳化物,提高了模具的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。CrWMn 鋼常用于制造精度要求較高的冷沖模、冷擠壓模以及量具等,在機械制造、電子等行業(yè)有著廣泛的應用。例如在電子元件的沖壓生產(chǎn)中,CrWMn 鋼制造的模具能夠保證沖壓件的高精度,滿足電子元件的尺寸精度要求。高合金冷作模具鋼的典型是 Cr12MoV 鋼。它具有高硬度、高耐磨性和高抗壓強度,是制造重載冷作模具的理想材料。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、冷鐓模具等。由于其良好的性能,能夠承受極高的壓力和摩擦,使得模具在長時間的重載工作下,依然能保持良好的工作狀態(tài),提高了模具的使用壽命和生產(chǎn)效率。
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。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?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(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。低變形模具鋼淬火變形小,利于保證模具精度。
模具鋼的可加工性直接影響模具制造成本與生產(chǎn)效率。其可加工性涵蓋熱加工性能與冷加工性能。熱加工方面,良好的熱塑性使鋼材在熱加工溫度范圍內(nèi)易于變形,便于鍛造、軋制等熱成型操作,合適的加工溫度范圍能避免過熱、過燒等缺陷。冷加工性能包括切削、磨削、拋光等加工難易程度。例如,一些預硬型塑料模具鋼通過優(yōu)化成分與熱處理,在預硬狀態(tài)下具有良好切削性能,可減少后續(xù)加工工序與成本。同時,鋼材的組織結(jié)構(gòu)、硬度等對冷加工性能有影響,均勻細小的組織有利于提高加工精度與表面質(zhì)量??够鼗鹉>咪撛诟邷叵驴够鼗鹉芰?,保持硬度?;葜軨R8模具鋼采購
熱作模具鋼具備良好熱疲勞性能,適應高溫反復熱脹冷縮工況?;葜?5#模具鋼量大從優(yōu)
選用冷作模具鋼需綜合考量多方面因素。模具的工作條件是首要考慮因素,如沖壓模具承受高壓力與摩擦力,需選用高硬度、高耐磨的鋼種,像 Cr12MoV;而對于承受較大沖擊載荷的冷鐓模,則需在保證一定硬度前提下,側(cè)重材料韌性,可選用 S 類耐沖擊工具鋼。模具尺寸與形狀復雜性也有影響,大型模具要求鋼材淬透性好,以保證整體性能均勻;復雜形狀模具需考慮材料加工性能與熱處理變形情況。此外,還需結(jié)合生產(chǎn)批量與成本因素,批量大、壽命要求高的模具可選用高性能模具鋼,反之可選用成本較低的普通模具鋼或其他替代材料?;葜?5#模具鋼量大從優(yōu)