產(chǎn)品詳情
模具鋼是一種鉻、鉬、釩。ASSAB 88模具鋼(SLEIPNER)是德松模具鋼進口瑞典烏德霍爾姆Uddeholm鋼廠的新型8%鉻Cr鋼。經(jīng)過仔細對比它的性能特點 ，不難發(fā)現(xiàn)它是一種非常多用途的工具鋼，并且克服了12% Cr鋼的局限性。它有良好的抗混合、磨粒磨損性和抗崩角性，且高溫回火后仍具有高硬度（>HRC60），這意味著可在高硬度基體上進行氮化或PVD等表面處理。
1強度性能
（1）硬度硬度是模具鋼的主要技術指標，模具在高應力的作用下欲保持其形狀尺寸不變，必須具有足夠高的硬度。冷作模具鋼在室溫條件下一般硬度保持在HRC60左右，熱作模具鋼根據(jù)其工作條件，一般要求保持在HRC40~55范圍。對于同一鋼種而言，在一定的硬度值范圍內(nèi)，硬度與變形抗力成正比；但具有同一硬度值而成分及組織不同的鋼種之間，其塑性變形抗力可能有明顯的差別。
（2）紅硬性 在高溫狀態(tài)下工作的熱作模具，要求保持其組織和性能的穩(wěn)定，從而保持足夠高的硬度，這種性能稱為紅硬性。碳素工具鋼、低合金工具鋼通常能在180~250℃的溫度范圍內(nèi)保持這種性能，鉻鉬熱作模具鋼一般在550~600℃的溫度范圍內(nèi)保持這種性能。鋼的紅硬性主要取決于鋼的化學成分和熱處理工藝。
（3）抗壓屈服強度和抗壓彎曲強度 模具在使用過程中經(jīng)常受到強度較高的壓力和彎曲的作用，因此要求模具材料應具有一定的抗壓強度和抗彎強度。在很多情況下，進行抗壓試驗和抗彎試驗的條件接近于模具的實際工作條件（例如，所測得的模具鋼的抗壓屈服強度與沖頭工作時所表現(xiàn)出來的變形抗力較為吻合）?？箯澰囼灥牧硪粋€優(yōu)點是應變量的絕對值大，能較靈敏地反映出不同鋼種之間以及在不同熱處理和組織狀態(tài)下變形抗力的差別。 [1]
2韌性
在工作過程中，模具承受著沖擊載荷，為了減少在使用過程中的折斷、崩刃等形式的損壞，要求模具鋼具有一定的韌性。
模具鋼的化學成分，晶粒度，純凈度，碳化物和夾雜物等的數(shù)量、形貌、尺寸大小及分布情況，以及模具鋼的熱處理制度和熱處理后得到的金相組織等因素都對鋼的韌性帶來很大的影響。特別是鋼的純凈度和熱加工變形情況對于其橫向韌性的影響更為明顯。鋼的韌性、強度和耐磨性往往是相互矛盾的。因此，要合理地選擇鋼的化學成分并且采用合理的精煉、熱加工和熱處理工藝，以使模具材料的耐磨性、強度和韌性達到的配合。
沖擊韌性系表特征材料在一次沖擊過程中試樣在整個斷裂過程中吸收的總能量。但是很多工具是在不同工作條件下疲勞斷裂的，因此，常規(guī)的沖擊韌性不能地反映模具鋼的斷裂性能。小能量多次沖擊斷裂功或多次斷裂壽命和疲勞壽命等試驗技術正在被采用。 [1]
3耐磨性
決定模具使用壽命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。模具在工作中承受相當大的壓應力和摩擦力，要求模具能夠在強烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨損主要是機械磨損、氧化磨損和熔融磨損三種類型。為了改善模具鋼的耐磨性，就要既保持模具鋼具有高的硬度，又要保證鋼中碳化物或其他硬化相的組成、形貌和分布比較合理。對于重載、高速磨損條件下服役的模具，要求模具鋼表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜，保持潤滑作用，減少模具和工件之間產(chǎn)生粘咬、焊合等熔融磨損，又能減少模具表面進行氧化造成氧化磨損。所以模具的工作條件對鋼的磨損有較大的影響。
耐磨性可用模擬的試驗方法，測出相對的耐磨指數(shù)，作為表征不同化學成分及組織狀態(tài)下的耐磨性水平的參數(shù)。以呈現(xiàn)規(guī)定毛刺高度前的壽命，反映各種鋼種的耐磨水平；試驗是以Cr12MoV鋼為基準進行對比。 [1]
4抗熱疲勞能力
熱作模具鋼在服役條件下除了承受載荷的周期性變化之外，還受到高溫及周期性的急冷急熱的作用，因此，評價熱作模具鋼的斷裂抗力應重視材料的熱機械疲勞斷裂性能。熱機械疲勞是一種綜合性能的指標，它包括熱疲勞性能、機械疲勞裂紋擴展速率和斷裂韌性三個方面。
熱疲勞性能反映材料在熱疲勞裂紋萌生之前的工作壽命，抗熱疲勞性能高的材料，萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)次數(shù)較多；機械疲勞裂紋擴展速率反映材料在熱疲勞裂紋萌生之后，在鍛壓力的作用下裂紋向內(nèi)部擴展時，每一應力循環(huán)的擴展量；斷裂韌性反映材料對已存在的裂紋發(fā)生失穩(wěn)擴展的抗力。斷裂韌性高的材料，其中的裂紋如要發(fā)生失穩(wěn)擴展，必須在裂紋尖端具有足夠高的應力強度因子，也就是必須有較大的裂紋長度。在應力恒定的前提下，在一種模具中已經(jīng)存在一條疲勞裂紋，如果模具材料的斷裂韌性值較高，則裂紋必須擴展得更深，才能發(fā)生失穩(wěn)擴展。
也就是說，抗熱疲勞性能決定了疲勞裂紋萌生前的那部分壽命；而裂紋擴展速率和斷裂韌性，可以決定當裂紋萌生后發(fā)生亞臨界擴展的那部分壽命。因此，熱作模具如要獲得高的壽命，模具材料應具備高的抗熱疲勞性能、低的裂紋擴展速率和高的斷裂韌性值。
抗熱疲勞性能的指標可以用萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)數(shù)，也可以用經(jīng)過一定的熱循環(huán)后所出現(xiàn)的疲勞裂紋的條數(shù)及平均的深度或長度來衡量。 [1]
5咬合抗力
咬合抗力實際就是發(fā)生“冷焊”時的抵抗力。該性能對于模具材料較為重要。試驗時通常在干摩擦條件下，把被試驗的工具鋼試樣與具有咬合傾向的材料（如奧氏體鋼）進行恒速對偶摩擦運動，以一定的速度逐漸增大載荷，此時，轉(zhuǎn)矩也相應增大，該載荷稱為“咬合臨界載荷”，臨界載荷愈高，標志著咬合抗力愈強。 [1]
加工模具時用的，由于模具的用途很廣，各種模具的工作條件差別很大，所以，制造模具用材料范圍很廣，在模具材料中應用最廣的當屬模具鋼。從—般的碳素結(jié)構鋼、碳素工具鋼、合金結(jié)構鋼、合金工具鋼、彈簧鋼、高速工具鋼、不銹耐熱鋼直到適應特殊模具需要的馬氏體時效鋼以及粉末高速鋼、粉末高合金模具鋼等。模具鋼按用途一般可分為冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼三大類。
冷作模具鋼
冷作模具鋼主要用于制造對冷狀態(tài)下的工件進行壓制成型的模具。如：冷沖裁模具、冷沖壓模具、冷拉深模具、壓印模具、冷擠壓模具、螺紋壓制模具和粉末壓制模具等。冷作模具鋼的范圍很廣，從各種碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼到粉末高速工具鋼和粉末高合金模具鋼。
熱作模具鋼
熱作模具鋼主要用于制造對高溫狀態(tài)下的工件進行壓力加工的模具。如：熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱鐓鍛模具等。常用的熱作模具鋼有：中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具鋼；對特殊要求的熱作模具鋼，有時采用高合金奧氏體耐熱模具鋼制造。
塑料模具鋼
由于塑料的品種很多，對塑料制品的要求差別也很大，對制造塑料模具的材料也提出了各種不同的性 能要求。所以，不少工業(yè)發(fā)達的國家已經(jīng)形成了范圍很廣的塑料模具用鋼系列。包括碳素結(jié)構鋼、滲碳型 塑料模具鋼、預硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、耐蝕塑料模具鋼、易切塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、馬氏體時效鋼以及鏡面拋光用塑料模具鋼等。
無磁模具鋼
無磁模具鋼是一種高錳釩系模具鋼，在各種狀態(tài)下都能保持穩(wěn)定的奧氏體，具有非常低的導磁系數(shù)，高的硬度和強度，較好的耐磨性，較高適當?shù)墓倘芗訒r效處理后，具有較好的綜合性能。塑性好、韌性高、加工硬化傾向大、受熱膨脹系數(shù)大、電阻率大、熱導率低和磁性低等物理特性。在無磁建筑、無磁機械、選礦探礦設備及軍事等領域有著廣泛的應用。 [1]
當今高強鋼、超高強鋼很好的實現(xiàn)了車輛的輕量化，提高了車輛的碰撞強度和安全性能，因此成為車用鋼材的重要發(fā)展方向。但隨著板料強度的提高，傳統(tǒng)的冷沖壓工藝在成型過程中容易產(chǎn)生破裂現(xiàn)象，無法滿足高強度鋼板的加工工藝要求。在無法滿足成型條件的情況下，國際上逐漸研究超高強度鋼板的熱沖壓成形技術。該技術是綜合了成形、傳熱以及組織相變的一種新工藝，主要是利用高溫奧氏體狀態(tài)下，板料的塑性增加，屈服強度降低的特點，通過模具進行成形的工藝。但是熱成型需要對工藝條件、金屬相變、CAE分析技術進行深入研究，該技術被國外廠商壟斷，國內(nèi)發(fā)展緩慢。 [3]
過去在生產(chǎn)深沖或者重沖工件，大家都認為耐壓型（EP） 潤滑油是保護模具的最好選擇。硫和氯EP添加劑被混合到純油中來提高模具壽命已經(jīng)有很長的歷史了。但是隨著新金屬--高強度鋼的出現(xiàn)，環(huán)保要求的嚴格，EP油基潤滑油的價值已經(jīng)減少，甚至失去市場。
在高溫下高強度鋼的成型，EP油基潤滑油失去了它的性能，無法在極溫應用中提供物理的模具保護隔膜。而極溫型的IRMCO高固體聚合物潤滑劑則可以提供必要的保護。隨著金屬在沖壓模具中變形，溫度不斷升高，EP油基潤滑油都會變薄，有些情況下會達到閃點或者燒著（冒煙）。IRMCO高分子聚合物潤滑劑一般開始噴上去時稠度低得多。隨著成形過程中溫度的上升，會變得更稠更堅韌。實際上高分子聚合物極溫潤滑劑都有“熱尋性”而且會粘到金屬上，形成一個可以降低摩擦的隔膜。這個保護屏障可以允許工件延展，在要求的工件成型時沒有破裂和粘接，以此來控制摩擦和金屬流動。有效的保護了模具，延長了模具使用壽命，提高了沖壓的強度。 [1]
1、利用Ca、稀土等微量元素對夾雜物的變質(zhì)作用，改變鋼中的夾雜物的結(jié)構形貌和物性，使鋼中夾雜物球化、細化，從而提高鋼材的力學性能。
2、對鋼錠進行高溫擴散熱處理，可以改善鋼錠的成分不均勻性，從而提高鋼材的橫向性能。
3、在熱加工方面，對鋼錠進行反復的鐓拔和多向軋制，增大變形量，可降低鋼中的碳化物偏析的級別，也有利于改善鋼材的各向異性。
模具日趨大型化。一方面，模具成型林間日趨大型化，另一方面，為了提高生產(chǎn)效率，一模多腔，因此大型模具鋼需求量將逐年增加；模具的精度越來越高，要求鋼材的質(zhì)量好，尺寸穩(wěn)定性好；塑料模具鋼、壓鑄模具鋼的需求量不斷增加；中高檔模具鋼的需求量不斷增加，低檔次模具鋼過剩；另外，隨著模具標準件應用日益廣泛，模具標準化、商品化程度的提高，對于模具鋼產(chǎn)品質(zhì)量、品種規(guī)格以及交貨周期將提出更高的要求。此模具鋼類似于一個4330合金，潔凈鋼生產(chǎn)技術。它具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性，并一直工作鋅，鋁合金壓鑄，塑料和橡膠模具的現(xiàn)場驗證，并形成所有類型的金屬片。它將接受各種形式的表面處理，包括火焰和感應硬化，硬質(zhì)合金涂層，PVD和氮化。所以，SKD61模具鋼不僅有模具鋼的優(yōu)點，更有一些合金鋼產(chǎn)品的特點。將會帶動國內(nèi)模具鋼產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展。
因此，鋼鐵企業(yè)要根據(jù)國內(nèi)模具制造業(yè)發(fā)展的趨勢和模具市場的需求，緊抓研制開發(fā)高精度、高韌性、耐腐蝕、高質(zhì)量的模具鋼新品種，使國產(chǎn)的熱作和冷作模具鋼達到世界先進水平。相信在未來的日子，我們生產(chǎn)模具鋼的質(zhì)量和技術會越來越好，模具鋼的市場也會得到更快更好的發(fā)展，將會帶領國內(nèi)模具鋼產(chǎn)業(yè)邁上更高層次的發(fā)展。美好的未來，我們拭目以待。 [3]
就國內(nèi)外使用的模具鋼材而言，模具鋼密度一般都在7.85左右，通常模具鋼是鍛造件，密度在8000-8400千克/立方米。不同模具鋼材中加入的合金元素比例不一樣，模具鋼密度會有小范圍的差別。
密度是物質(zhì)的特性之一，每種物質(zhì)都有一定的密度，不同物質(zhì)的密度一般是不同。因此我們可以利用密度來鑒別物質(zhì)。所以我們可以根據(jù)密度公式ρ=M/V，計算出任意一種模具鋼的密度。
根據(jù)密度公式：ρ=m/v，也就是說決定模具鋼質(zhì)量和體積的因素決定了模具鋼密度。那么從微觀的角度來講的話，就是分子量和分子間隙共同決定物質(zhì)的密度。體積、大小、質(zhì)量、壓強、壓力和溫度影響物質(zhì)密度，雖然物質(zhì)密度物質(zhì)的本身屬性，它是一定的，但是物質(zhì)有各種狀態(tài)，當物質(zhì)形成態(tài)的轉(zhuǎn)化的時候，密度才會變化。比如水，升溫可導致水的氣化，密度變小，加壓又可以使水蒸氣從新凝結(jié)為液態(tài)水，密度變大。大家都知道鐵的密度7.8g/cm3，模具鋼材是鐵和一些微量的合金元素形成的，微量的合金元素占的比例非常少，但是在模具鋼材成形的過程會形成不同的化合物，每一種化合物所占有的空間不一樣，導致同樣體積的模具鋼材，其內(nèi)部的空隙不一樣，這就是影響模具鋼密度的主要因素。但由于模具鋼材加入的合金元素分量不到10%對模具鋼材整體的影響小，所以密度也接近鐵的密度。 [
