耐蝕塑料模具鋼主要用于制造在腐蝕性環(huán)境下工作的塑料模具,如生產(chǎn)含有腐蝕性添加劑的塑料制品的模具。4Cr13 鋼是常用的耐蝕塑料模具鋼,它含有較高的鉻元素,具有良好的耐腐蝕性。在化工、食品包裝等行業(yè),使用 4Cr13 鋼制造的塑料模具,能夠有效抵抗塑料制品中腐蝕性物質(zhì)的侵蝕,保證模具的正常使用,延長模具的使用壽命,同時也確保了塑料制品的質(zhì)量不受模具腐蝕的影響。模具鋼的生產(chǎn)工藝對其性能有著決定性的影響。在熔煉過程中,采用先進(jìn)的真空熔煉技術(shù),能夠有效去除鋼中的雜質(zhì)和氣體,提高鋼的純凈度。例如,通過真空感應(yīng)熔煉和真空電弧重熔相結(jié)合的工藝,生產(chǎn)出的模具鋼,其內(nèi)部雜質(zhì)含量極低,組織均勻性好,從而提高了模具鋼的綜合性能。在鍛造過程中,合理的鍛造比能夠使鋼的組織更加致密,改善鋼材的力學(xué)性能。一般來說,鍛造比在 3 - 5 之間時,模具鋼的性能較為理想。冷鐓模具鋼抗鐓粗變形能力強,保證冷鐓模具精度。中山SKH-9 模具鋼量大從優(yōu)
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性(在 600℃時仍能保持 800MPa 以上的抗拉強度)、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。40CR模具鋼按需定制熱擠壓模具鋼能承受熱擠壓時的高溫和高壓。
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(jīng) 1020-1050℃淬火和 500-550℃多次回火后,硬度可達(dá) HRC58-62,抗壓強度可達(dá) 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(dá) 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(dá) 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(chǎn)效率。
模具鋼的質(zhì)量檢測是確保模具質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在生產(chǎn)過程中,需要對模具鋼進(jìn)行嚴(yán)格的化學(xué)成分分析、金相組織檢驗、硬度測試等?;瘜W(xué)成分分析能夠確保鋼中的合金元素含量符合標(biāo)準(zhǔn)要求,保證模具鋼的性能。金相組織檢驗可以觀察鋼的組織結(jié)構(gòu)是否均勻,是否存在缺陷,如偏析、夾雜等。硬度測試則是衡量模具鋼硬度是否達(dá)到要求的重要手段。只有經(jīng)過嚴(yán)格質(zhì)量檢測的模具鋼,才能用于模具制造,保證模具的質(zhì)量和使用壽命。在模具鋼的使用過程中,還需要注意維護(hù)和保養(yǎng)。模具鋼的淬透性好,可使模具獲得均勻一致的力學(xué)性能。
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。調(diào)質(zhì)態(tài)模具鋼強度和韌性良好配合,性能更優(yōu)。中山SKH-9 模具鋼量大從優(yōu)
雙相模具鋼結(jié)合兩種組織優(yōu)點,性能更優(yōu)異。中山SKH-9 模具鋼量大從優(yōu)
塑料模具鋼的應(yīng)用極為,由于塑料的種類繁多,包括熱塑性塑料和熱固性塑料,且塑料制品的形狀、尺寸精度以及外觀要求各不相同,這就導(dǎo)致對塑料模具鋼的性能需求呈現(xiàn)出多樣化的特點。對于制造高精度、高表面質(zhì)量塑料模具,如光學(xué)鏡片模具、手機外殼模具等,模具鋼需要具備優(yōu)良的鏡面拋光性能,能夠達(dá)到極低的表面粗糙度,以確保塑料制品表面光滑、無瑕疵。像 S136 這類不銹鋼材質(zhì)的塑料模具鋼,經(jīng)過精細(xì)的拋光處理后,表面粗糙度 Ra 值可低至 0.01μm 以下,非常適合制造光學(xué)模具。良好的尺寸穩(wěn)定性也是塑料模具鋼的重要特性之一,在塑料制品的成型過程中,模具需在一定溫度和壓力下保持穩(wěn)定的尺寸,否則會影響產(chǎn)品的尺寸精度。時效硬化型塑料模具鋼,如 NAK80,通過時效處理,能夠在保證較強度的同時,實現(xiàn)極小的尺寸變化,滿足高精度塑料模具的要求。對于一些含有腐蝕性添加劑的塑料,或者在潮濕環(huán)境下使用的塑料模具,耐腐蝕性成為關(guān)鍵性能。中山SKH-9 模具鋼量大從優(yōu)