熱疲勞性能是熱作模具鋼的關(guān)鍵指標(biāo),通常采用熱循環(huán)測(cè)試(加熱至 600-800℃,空冷至室溫為一個(gè)循環(huán))評(píng)價(jià)其抗熱裂紋能力。H13 鋼經(jīng)優(yōu)化熱處理后,可承受 1000 次以上熱循環(huán)而無(wú)明顯裂紋,而普通 5CrNiMo 鋼能承受 500 次循環(huán)。通過(guò)掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn),H13 鋼的熱疲勞裂紋擴(kuò)展速率為 5×10??mm / 次,遠(yuǎn)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(kuò)展有關(guān)。在實(shí)際壓鑄生產(chǎn)中,熱疲勞性能優(yōu)異的 H13 模具(經(jīng) 200℃回火)比常規(guī)處理的模具壽命延長(zhǎng) 40%,尤其適合鋁合金高壓壓鑄(壓射比壓≥100MPa)工況。模具鋼的淬透性好,可使模具獲得均勻一致的力學(xué)性能。中山H13模具鋼
抗沖擊性對(duì)于一些承受沖擊載荷的模具鋼來(lái)說(shuō)至關(guān)重要,它決定了模具在沖擊條件下的抗開(kāi)裂能力。像制造鍛造模具、剪切模具、冷鐓模具等,模具在工作時(shí)會(huì)受到瞬間的沖擊力,沖擊力可達(dá)數(shù)千牛甚至數(shù)萬(wàn)牛,如果模具鋼的抗沖擊性不足,容易導(dǎo)致模具開(kāi)裂或崩塊,造成生產(chǎn)中斷和經(jīng)濟(jì)損失。5CrNiMo 鋼是常用的抗沖擊熱作模具鋼,它通過(guò)合理的合金元素配比(含碳 0.5%、鉻 1%、鎳 1.5%、鉬 0.5%),經(jīng)熱處理后能夠獲得良好的韌性和強(qiáng)度匹配,其沖擊韌性 αk 可達(dá) 30-50J/cm2,抗拉強(qiáng)度可達(dá) 1200MPa 以上。在實(shí)際鍛造生產(chǎn)中,5CrNiMo 鋼制造的鍛造模具能夠承受高溫坯料的劇烈沖擊,例如在鍛造直徑 500mm 的齒輪坯時(shí),每次鍛造的沖擊力可達(dá) 5000kN,5CrNiMo 鋼模具在經(jīng)過(guò) 2 萬(wàn)次鍛造后仍無(wú)裂紋,而抗沖擊性較差的模具鋼在相同條件下可能數(shù)千次就出現(xiàn)裂紋。深圳SKD61模具鋼工廠直銷鏡面模具鋼可實(shí)現(xiàn)鏡面拋光效果,用于高要求塑件。
熱作模具鋼根據(jù)其工作溫度和性能要求的不同,可分為低合金熱作模具鋼、中合金熱作模具鋼和高合金熱作模具鋼。低合金熱作模具鋼如 5CrMnMo 鋼,適用于工作溫度相對(duì)較低、載荷較小的熱鍛模等。中合金熱作模具鋼以 H13 鋼為,具有良好的綜合性能,廣泛應(yīng)用于各種熱作模具。高合金熱作模具鋼如 3Cr2W8V 鋼,主要用于工作溫度高、載荷大的壓鑄模等。不同類型的熱作模具鋼在實(shí)際應(yīng)用中,能夠根據(jù)模具的具體工作條件,提供合適的性能保障。塑料模具鋼的種類繁多,除了常見(jiàn)的預(yù)硬型塑料模具鋼,還有時(shí)效硬化型塑料模具鋼。18Ni 馬氏體時(shí)效鋼就是一種典型的時(shí)效硬化型塑料模具鋼,它具有超高的強(qiáng)度和良好的韌性,在經(jīng)過(guò)時(shí)效處理后,能夠獲得優(yōu)異的綜合性能。這種鋼材特別適合制造大型、精密、復(fù)雜的塑料模具,如汽車保險(xiǎn)杠注塑模具、航空航天領(lǐng)域的塑料零部件模具等。使用 18Ni 馬氏體時(shí)效鋼制造的模具,能夠滿足高精度塑料制品的生產(chǎn)要求,并且具有較長(zhǎng)的使用壽命。
熱作模具在工作過(guò)程中,面臨著極為嚴(yán)苛的工作環(huán)境。一方面,模具要承受高溫狀態(tài)下金屬的高壓作用,例如在熱鍛模中,模具需承受高達(dá)數(shù)百兆帕的壓力,這要求熱作模具鋼具備足夠高的高溫強(qiáng)度,以防止模具在高壓下發(fā)生塑性變形。另一方面,熱作模具頻繁經(jīng)歷加熱和冷卻的循環(huán)過(guò)程,產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱應(yīng)力,容易引發(fā)熱疲勞裂紋,因此良好的熱疲勞穩(wěn)定性是熱作模具鋼的關(guān)鍵性能之一。熱作模具鋼還需具備一定的耐磨性,因?yàn)樵诟邷叵?,模具與被加工金屬之間的摩擦加劇,磨損問(wèn)題更為突出。以壓鑄模為例,模具不僅要承受高溫液態(tài)金屬的高速?zèng)_刷,還需承受周期性的熱沖擊,這對(duì)模具鋼的綜合性能提出了極高要求。空冷硬化模具鋼空冷即可硬化,操作簡(jiǎn)便。
塑料模具鋼在注塑模具中的應(yīng)用為。隨著塑料制品在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,對(duì)注塑模具的質(zhì)量和性能要求也越來(lái)越高。P20 + Ni 鋼是一種常用的預(yù)硬型塑料模具鋼,它在 P20 鋼的基礎(chǔ)上添加了鎳元素,提高了鋼的淬透性和韌性。在制造大型注塑模具時(shí),P20 + Ni 鋼能夠保證模具的整體性能均勻,減少變形和開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí),其良好的加工性能和拋光性能,能夠滿足注塑模具對(duì)高精度和高表面質(zhì)量的要求。對(duì)于一些透明塑料制品的注塑模具,如光學(xué)鏡片、透明塑料容器等,對(duì)模具鋼的要求更為苛刻。需要使用具有高鏡面拋光性能的模具鋼,如 S136 鋼。S136 鋼是一種馬氏體不銹鋼,具有良好的耐腐蝕性和鏡面拋光性能。經(jīng)過(guò)精細(xì)的拋光處理后,S136 鋼制造的模具表面粗糙度可以達(dá)到 Ra0.01μm 以下,能夠生產(chǎn)出表面光潔度極高的透明塑料制品,滿足光學(xué)領(lǐng)域和包裝領(lǐng)域的需求。精密模具鋼尺寸精度高,滿足精密模具制造要求。廣州進(jìn)口模具鋼工廠直銷
抗沖擊模具鋼韌性高,能有效抵御沖擊載荷。中山H13模具鋼
耐熱性是熱作模具鋼必備的性能,它指的是鋼材在高溫環(huán)境下保持其硬度、強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性的能力,防止因溫度過(guò)高而發(fā)生軟化、變形等現(xiàn)象。熱作模具在工作時(shí)通常會(huì)接觸高溫金屬坯料或金屬液,工作溫度可達(dá) 300-1000℃,這就要求模具鋼具有良好的耐熱性。例如在壓鑄模具中,模具需要承受 600-800℃的鋁合金液或鋅合金液的反復(fù)沖刷和填充,每次填充都會(huì)使模具表面溫度急劇升高,隨后又快速冷卻,這種劇烈的溫度變化會(huì)導(dǎo)致模具表面產(chǎn)生熱疲勞裂紋。3Cr2W8V 鋼是常用的壓鑄模具鋼,它在 600℃時(shí)仍能保持 HRC40 以上的硬度,具有較高的熱強(qiáng)性和抗熱疲勞性能。某壓鑄廠使用 3Cr2W8V 鋼制造鋁合金輪轂壓鑄模,模具在生產(chǎn) 5 萬(wàn)件輪轂后,表面仍無(wú)明顯熱疲勞裂紋,尺寸精度保持良好,而使用普通熱作模具鋼的模具在生產(chǎn) 2 萬(wàn)件后就因熱疲勞失效,更換頻率增加。中山H13模具鋼