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国外模具用材分析

时间:2021-09-07 15:25人气:编辑:钢铁之家
信息摘要:

  美国模具钢系列和选用方案在40年代就初步形成 美国按模具服役条件将模具钢分为三大类,美国金属学会工具钢委员会列出了:冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三大类。其中,冷...

国外模具用材分析

美国模具钢系列和选用方案在40年代就初步形成



美国按模具服役条件将模具钢分为三大类,美国金属学会工具钢委员会列出了:冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三大类。其中,冷作模具钢又分出12小类,热作模具钢9小类,塑料模具钢2小类。每个小类的选材又取决于三个主要因素:
尺寸大小和形状的复杂性,
被加工的材料,
耐久性要求或设计寿命



冷作模具钢的分类

冷作模具钢分为五组:W组、O组、A组、D组、S组。
W组即水淬工具钢,有11个钢种,7个碳素工具钢,含碳量从0.7%-1.3%。
O组即油淬冷作模具钢(俗称油钢),有4个钢种,含碳量在0.85%-1.55%,
A组即空淬中合金冷作模具钢,有9个钢种,含碳量从0.5%-2.25%。
D组即高碳高铬冷作模具钢,有7个钢种,含碳量0.9%-2.5%。
S组即耐冲击工具钢,有7个钢种,含碳量0.4%-0.6%。
用于冷作模具还有高速钢(HSS组)和超高速钢(SHSS组),钴基硬质合金和钢结硬质合金(HA组),粉末钢和工程陶瓷(PIM组),碳钨工具钢(F组),特殊用途工具钢(L组)。

冷作模具钢的选用

冷作模具钢的主系列是高硬冷作类,主要用于要求高抗压和耐磨为主的模具,硬度高于HRC60-62。对于要求耐冲击、韧性高的模具,硬度低于HRC60-62,主要用S类和部份A类和最普通的调质钢、弹簧钢、热作模具或基体钢。对于大型冲压模,如汽车外型冲压件,主要用铸铁类。简易或寿命数量少的用锌基合金或高分子复合材料。
高速钢和超高速钢在冷作模具中的应用迅速增长。主要是有高的"抗压强度/硬度" 比值。且硬度可在HRC60-70之间选择。
<br>美国按模具服役条件将模具钢分为三大类,美国金属学会工具钢委员会列出了:冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三大类。其中,冷作模具钢又分出12小类,热作模具钢9小类,塑料模具钢2小类。每个小类的选材又取决于三个主要因素:
◆ 尺寸大小和形状的复杂性,
◆ 被加工的材料,
◆ 耐久性要求或设计寿命



冷作模具钢的分类
冷作模具钢分为五组:W组、O组、A组、D组、S组。
◆ W组即水淬工具钢,有11个钢种,7个碳素工具钢,含碳量从0.7%-1.3%。
◆ O组即油淬冷作模具钢(俗称油钢),有4个钢种,含碳量在0.85%-1.55%,
◆ A组即空淬中合金冷作模具钢,有9个钢种,含碳量从0.5%-2.25%。
◆ D组即高碳高铬冷作模具钢,有7个钢种,含碳量0.9%-2.5%。
◆ S组即耐冲击工具钢,有7个钢种,含碳量0.4%-0.6%。
用于冷作模具还有高速钢(HSS组)和超高速钢(SHSS组),钴基硬质合金和钢结硬质合金(HA组),粉末钢和工程陶瓷(PIM组),碳钨工具钢(F组),特殊用途工具钢(L组)。
冷作模具钢的选用
冷作模具钢的主系列是高硬冷作类,主要用于要求高抗压和耐磨为主的模具,硬度高于HRC60-62。对于要求耐冲击、韧性高的模具,硬度低于HRC60-62,主要用S类和部份A类和最普通的调质钢、弹簧钢、热作模具或基体钢。对于大型冲压模,如汽车外型冲压件,主要用铸铁类。简易或寿命数量少的用锌基合金或高分子复合材料。

高速钢和超高速钢在冷作模具中的应用迅速增长。主要是有高的"抗压强度/硬度" 比值。且硬度可在HRC60-70之间选择。

粉末模具钢有优良的耐磨寿命,硬度不大高HRC60-62,应用相当多。

碳素工具钢在寿命10万件的冲头或软材料冲压模仍有一定的应用范围。

热作今日钢材报价模具钢的分类

美国热作模具钢分二大类:热作模具钢,和超级热强合金。

热作模具钢的选用

热作模具由于在有温度的条件下工作,要求材料具有热强性和热耐磨性,为了保证模具的使用寿命模具要冷却,热冷交替模具会出现龟裂,即热疲劳裂纹,所以材料又要求有抗裂纹能力和抗热疲劳性能。

按热强性排列的主系列进行选材:
低合金调质模具钢(6G,6F2,6F3)→中铬热作模具钢(H11、H12、H13)→钨热作模具钢(H21,H22)。
非标准的热作模具钢:例如热镦锻模具用时效硬化型的6H4。使用H11、H12、H13出现了不能满足热耐磨性时,可以选择6H1,6H2。
当要求模具以热作耐磨性为主时,可以选择D2,D4→M2,M4→粉末钢。钢结硬质合金、钴基硬质合金的高温耐磨性是很高的,但其热疲劳性(即冷热抗疲劳裂纹)很差,不能在急冷急热状态下使用。
塑料模具钢的分类
美国是最早在工具钢中列出塑料模具专用钢的国家,以P来表示为主,共分为五类。
◆ 渗碳型塑料模具钢:P1,P2,P3,P4,P5,P6。这类钢含碳量很低,主要是美国早期及用挤压成型制模法,要求冷塑性好,有高的挤压性能,成型后表面渗碳淬火提高表面硬度,使用寿命长。芯部超低碳可使淬火时变形量最小。
◆ 调质型塑料模具:P20,P21。目前塑料模具中P20的用量很大,已成为主体,大多数在预硬状态时使用。
◆ 中碳合金工具钢用于热固性塑料模。钢号有H13,而L2和S7,O1和A2也有应用。这一类的特点是:
1. 基本属二次硬化金钢,500-600oC时的热强性好。
2. 含铬较高,大气腐蚀性好。
3. 淬透性极好,适用于大模块。
不锈钢用于耐蚀性要求高的塑料模,主要钢号有420,414L,440,416。
◆ 时效钢是经过时效处理而获得高的使用性能。有两种,一种是P21低碳Ni-A1时效钢;另一类是18Ni马氏体时效钢。后者是用于宇航工业的无碳高纯度、高强度、高韧性的材料。用于力学性能、尺寸精度、光洁度和耐蚀性都要求高的塑料模具中。
塑料模具钢的选用
薄壁的塑料箱体,生产批量在小于10万件时,用P20,P21预硬态(HB250~300),腐蚀性较强时用414L。
高寿命的普通塑料模,用P6或P20,经渗碳一淬火后硬度在HRC54-58;塑料件不太大时,可用O1,S7。腐蚀性较强时用420。
非高温的热固性模用P6,P20经渗碳淬火后使用。腐蚀性强用420。
高温热固性塑料模用H13和S7或渗碳钢P4。这些含铬较高有好的抗回火性和抗高温氧化性。
广东省模具用材的特点及发展趋势
广东省模具工业产值约100亿人民币左右,占全国模具工业产值20%以上。全省模具厂约6000多家。广东家用电器、电子、陶瓷、铝型材等产业在全国占有举足轻重的地位。家用电器的注塑件占很大比例。所以广东的塑料模具在全国占有很大的比重。
广东墙地砖,仅佛山的产量就占全国的六成。世界50%的手表和全国80%的照相机均产自广东,加上家用电器的冲压件、不锈钢焊接管等的产量在全国均占较大比例。所以广东省的冷作模具也占很大比重。
全国铝型材70%产量也来自广东,而南海市又占广东省70%,铝型材的模具都是用热作模具钢H13来制造。全国钢铁行业生产的H13大部分销往广东。
广东的压铸业也十分发达,各种各样压铸机一千多台以上,此外,汽车、摩托车、家电和电子产品中的压铸件也进一步发展,所以压铸模有更大需求。
广东省模具的几大类是塑料模具、冷作模具(主要是冷冲模和陶瓷模)、热作模具(铝型材压模、压铸模)。其中铝型材挤压模、陶瓷模、不锈钢焊接管辊模占的比例与国外的国内各地区所占比例不一样。
广东省模具用材相对落后于国内外先进地区。
广东省要有自己的用材特点和用材系列:开发和推广东高质量、高寿命的"铝型材热作模具钢"和"压铸模用热作模具钢",高耐磨、高韧性的冷作模具钢和高质量、高寿命的塑料模具钢。
大力推广真空热处理和表面工程新技术,才能满足和适应广东省模具工业的发展,才能促进广东模具质量水平的提高。
只有建立了适合广东省模具工业用材系列和供应渠道,以及保障模具质量和水平的热处理和表面工程技术,广东省模具工业才能够满足广东省现代化建设的需要。
碳素工具钢在寿命10万件的冲头或软材料冲压模仍有一定的应用范围。
热作模具钢的分类
美国热作模具钢分二大类:热作模具钢,和超级热强合金。
热作模具钢的选用
热作模具由于在有温度的条件下工作,要求材料具有热强性和热耐磨性,为了保证模具的使用寿命模具要冷却,热冷交替模具会出现龟裂,即热疲劳裂纹,所以材料又要求有抗裂纹能力和抗热疲劳性能。
按热强性排列的主系列进行选材:
低合金调质模具钢(6G,6F2,6F3)→中铬热作模具钢(H11、H12、H13)→钨热作模具钢(H21,H22)。
非标准的热作模具钢:例如热镦锻模具用时效硬化型的6H4。使用H11、H12、H13出现了不能满足热耐磨性时,可以选择6H1,6H2。
当要求模具以热作耐磨性为主时,可以选择D2,D4→M2,M4→粉末钢。钢结硬质合金、钴基硬质合金的高温耐磨性是很高的,但其热疲劳性(即冷热抗疲劳裂纹)很差,不能在急冷急热状态下使用。
塑料模具钢的分类
美国是最早在工具钢中列出塑料模具专用钢的国家,以P来表示为主,共分为五类。
◆ 渗碳型塑料模具钢:P1,P2,P3,P4,P5,P6。这类钢含碳量很低,主要是美国早期及用挤压成型制模法,要求冷塑性好,有高的挤压性能,成型后表面渗碳淬火提高表面硬度,使用寿命长。芯部超低碳可使淬火时变形量最小。
◆ 调质型塑料模具:P20,P21。目前塑料模具中P20的用量很大,已成为主体,大多数在预硬状态时使用。
◆ 中碳合金工具钢用于热固性塑料模。钢号有H13,而L2和S7,O1和A2也有应用。这一类的特点是:
1. 基本属二次硬化金钢,500-600oC时的热强性好。
2. 含铬较高,大气腐蚀性好。
3. 淬透性极好,适用于大模块。
◆ 不锈钢用于耐蚀性要求高的塑料模,主要钢号有420,414L,440,416。
◆ 时效钢是经过时效处理而获得高的使用性能。有两种,一种是P21低碳Ni-A1时效钢;另一类是18Ni马氏体时效钢。后者是用于宇航工业的无碳高纯度、高强度、高韧性的材料。用于力学性能、尺寸精度、光洁度和耐蚀性都要求高的塑料模具中。
塑料模具钢的选用
薄壁的塑料箱体,生产批量在小于10万件时,用P20,P21预硬态(HB250~300),腐蚀性较强时用414L。
高寿命的普通塑料模,用P6或P20,经渗碳一淬火后硬度在HRC54-58;塑料件不太大时,可用O1,S7。腐蚀性较强时用420。
非高温的热固性模用P6,P20经渗碳淬火后使用。腐蚀性强用420。
高温热固性塑料模用H13和S7或渗碳钢P4。这些含铬较高有好的抗回火性和抗高温氧化性。
广东省模具用材的特点及发展趋势
广东省模具工业产值约100亿人民币左右,占全国模具工业产值20%以上。全省模具厂约6000多家。广东家用电器、电子、陶瓷、铝型材等产业在全国占有举足轻重的地位。家用电器的注塑件占很大比例。所以广东的塑料模具在全国占有很大的比重。
广东墙地砖,仅佛山的产量就占全国的六成。世界50%的手表和全国80%的照相机均产自广东,加上家用电器的冲压件、不锈钢焊接管等的产量在全国均占较大比例。所以广东省的冷作模具也占很大比重。
全国铝型材70%产量也来自广东,而南海市又占广东省70%,铝型材的模具都是用热作模具钢H13来制造。全国钢铁行业生产的H13大部分销往广东。
广东的压铸业也十分发达,各种各样压铸机一千多台以上,此外,汽车、摩托车、家电和电子产品中的压铸件也进一步发展,所以压铸模有更大需求。
广东省模具的几大类是塑料模具、冷作模具(主要是冷冲模和陶瓷模)、热作模具(铝型材压模、压铸模)。其中铝型材挤压模、陶瓷模、不锈钢焊接管辊模占的比例与国外的国内各地区所占比例不一样。
广东省模具用材相对落后于国内外先进地区。
广东省要有自己的用材特点和用材系列:开发和推广东高质量、高寿命的"铝型材热作模具钢"和"压铸模用热作模具钢",高耐磨、高韧性的冷作模具钢和高质量、高寿命的塑料模具钢。
大力推广真空热处理和表面工程新技术,才能满足和适应广东省模具工业的发展,才能促进广东模具质量水平的提高。
只有建立了适合广东省模具工业用材系列和供应渠道,以及保障模具质量和水平的热处理和表面工程技术,广东省模具工业才能够满足广东省现代化建设的需要。

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