关于离子氮化的书辑

GVY

关于离子氮化的

GVY

:) :) :)

GVY

当前位置：首页 - 技术资料
3 M' O3 `7 d4 t! B8 n# O
美国模具钢材情况介绍

. L7 \! D& b8 R' n- G4 K--------------------------------------------------------------------------------

" h5 H2 U* U9 y" u  e  b# _2004年12月28日


& U. P% J# X7 r8 }) X7 G　　　　　　　　　　　　　　　　 广东工业大学　黎炳雄
: n  Q, D  ~. o# U7 o. I' X
　　美国模具钢系列和选用方案在40年代就初步形成。
, }+ W- n7 L) f* ]) N　　
' ]! S2 w8 [$ h% U　　美国模具工业用材分析
　　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：(1)尺寸大小和形状的复杂性;(2)被加工的材料;(3)耐久性要求或设计寿命
- g2 w- \% o# F% r! ^. @' H
　　冷作模具钢的分类
8 M: B2 I* L4 c/ C
3 _) X: z/ P, v6 M0 `* x' R　　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%。
# K% W+ D" F' D1 b. u" ]6 O7 ?　　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）。
$ d& @( m8 Q9 }$ x
　　冷作模具钢的选用
1 H9 \. C# M: T( y4 |, d
　　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类和部分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。
' z& I# L2 k- a$ L/ K　　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，硬度不大于HRC60-62,应用相当多。
# t# G' c) ]: A3 Z: w. ^, T　　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。
% j6 E/ G7 B, C! U　　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
' M7 {/ |! y, ]- b
4 E' q/ @( {. j3 h# m" v2 b　　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：
  z/ |3 {! T) O- s7 D
* Q( Y% f7 h* k$ c, y　　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。
1 k9 m# @0 g6 O- y+ n　　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。
' u  E3 I! F) c4 G& b3 H! B, h　　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。
5 y; n3 i9 m- _$ ^+ O" C　　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。
5 s. [! \2 o/ i9 W. o　　中碳合金工具钢用于热固性塑料模。钢号有H13,而L12和S7，O1和A2也有应用。这一类的特点是：
; O) C& x% `. \& |/ x# s7 {　　1、基本属二次硬化金钢，500-600℃时的热强性好。
) L4 u  C* D* _, b8 M! e　　2、含铬较高，大气腐蚀性好。
$ U  n3 b+ G# R　　3、淬透性极好，适用于大模块。
3 T$ M$ A  [6 b9 h: s' i0 u
+ N$ @! D! d. v5 x　　不锈钢用于耐蚀性要求高的塑料模，主要钢号有420,414L,440,416。
) @, Y& I$ \7 j' Y: _1 ^2 F$ L　　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。
7 ^2 }9 @! t1 f( @1 y9 n" X
　　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。
3 D' X2 }* ^+ N! F  F　　高寿命的普通塑料模，用P6或P20，经渗碳—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。