㈠ 我國為什麼不能生產高檔模具用鋼
大家都知道模具鋼是工業基石,模具鋼的品質好壞與牌號是否齊全,代表了一個國家的製造水平和科技水平,改革開放之後,西方發達國家的企業紛紛進入我國開設工廠,我國才慢慢開始涉足特殊鋼行業,行業要發展就必須要有足夠的用戶,有需求才能帶動生產和發展,所以改革開放之前,我們沒有生產研發模具鋼的條件。
另外無論是設備還是原材料,長期以來都掌握在瑞典、瑞士、德國、美國、奧地利、日本等國家手中,國內大學都沒有全系列的軸承及潤滑專業和特種材料學科,實驗室也是近幾年為了軍工需要才開始設立的,很多方面都與西方國家相差幾十年,生產模具鋼需要幾十道工序,傳統工藝和現代工藝需要分開進行處理,各種稀有金屬元素的添加和比例也是長期實驗總結的。
我們國家的模具鋼的生產工藝落後,鋼材質量差,品種少已經是眾所周知,比如國產的H13、D2等模具鋼在質量上只能達到美國模具鋼的通用astma681標准,這個標准屬於非常一般水平,只能基本上能滿足一般的簡單工業模具使用,但對高標準的用鋼企業提出的高要求,我們無法滿足,再加上前幾年政府出台政策亂關小煉爐,很多特種鋼用量小,而且型號多,也不可能多煉,所以因為關閉小鋼廠的浪潮也阻礙了我國的特種鋼發展。
模具鋼在短時間內依賴進口的格局很難改變,例如德松模具鋼16年的模具鋼進口量就達到5000多萬,目前國產的合金模具鋼國際先進水平相比,無論在品種、質量、尺寸規格及性能等方面存在的差距大概有20年左右,所以高精端的材料,我們目前還不能生產,但是我們目前的經濟實力雄厚,相信很快會迎頭趕上!
㈡ 模具鋼是合金鋼嗎
模具鋼分冷作模具、熱作模具和塑料模具鋼,冷作模具鋼和塑料模具鋼有些是用碳素鋼來做的,而熱作模具鋼都是合金鋼
㈢ LD模具鋼和42crmo的區別
LD鋼為高強韌性冷作模具鋼,上海材料研究所研製。最初是針對冷鐓模具開發的,故按其用途取「冷鐓」兩個漢語拼音為其代號,中國機械行業標准《沖模用鋼及其熱處理技術》JB/T 6058-92已推薦了該鋼號,根據生產實際經驗,推薦LD鋼應用於製作強韌性要求高的冷鐓、冷擠壓、冷沖模具。
LD鋼屬於基體鋼類型的冷作模具鋼,具有較高的強韌性和耐磨性,高的抗彎強度,冷、熱加工的工藝優良,熱處理畸變小,通用性強。
LD鋼的應用:
LD鋼的性能優於Cr12型高碳和高速鋼6Mo5Cr4V2,具有更高的強度和韌性,而且有較好的耐磨性,應用日益普遍。可用於製造螺栓冷鐓切邊模、冷鐓光沖模、汽車彈簧沖孔模、自行車中軸冷擠壓模、硅鋼片沖模等幾十餘種模具,使用壽命比原用鋼種(Cr12MoV、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、Cr12、GCr15、9SiCr)成倍甚至十餘倍地提高。
42CrMo鋼材從材料分類上來說屬於模具鋼中的塑料模具用鋼,具有良好的機械性能及可加工性,應用相當廣泛,主要有板材和圓棒兩種類型的材料,其中板材用於模具的加工生產,圓棒用於機械直接加工零件,得到了行業的認可。
42CrMo鋼材屬於超高強度鋼,具有高強度和韌性,淬透性也較好,無明顯的回火脆性,調質處理後有較高的疲勞極限和抗多次沖擊能力,低溫沖擊韌性良好。42CrMo鋼材適宜製造要求一定強度和韌性的大、中型塑料具。 碳C:0.38~0.45%
硅Si:0.17~0.37%
錳Mn:0.50~0.80%
硫S:允許殘余含量≤0.035%
磷P:允許殘余含量≤0.035%
鉻Cr:0.90~1.20%
鎳Ni:允許殘余含量≤0.30%
銅Cu:允許殘余含量≤0.30%
鉬Mo:0.15~0.25%[1] 硬度 :退火,255~207HB,壓痕直徑3.8~4.2mm;淬火,≥60HRCcr12mov板材淬透性、淬火回火後的硬度、強度、韌性比CR12高,直徑為300~400mm以下的工作可完全淬透,淬火變形小,但高溫塑性較差。cr12mov板材多用於製造截面較大、形狀復雜、工作負荷較重的合種模具和工具。 俄羅斯ГOCT 38XM、美國AISI 4140/4142、英國BS 708M40/708A42/709M40、法國NF 40CD4/42CD4、德國DIN 41CrMo4/42CrMo4、日本JIS SCM4、國際ISO 683/1 3 熱加工規范
加熱溫度1150 ~1200°C,開始溫度1130 ~1180°C,終止溫度> 850°C,φ> 50mm時,緩冷。
正火規范
正火溫度850~900°C,出爐空冷。
高溫回火規范
回火溫度680~700°C,出爐空冷。
淬火、回火規范
預熱溫度680 ~700°C,淬火溫度840~880°C,油冷,回火溫度580°C,水冷或油冷,硬度≤217HBW。
亞溫淬火強韌化處理規范
淬火溫度900°C,回火溫度560°C,硬度(37±1) HRC
感應淬火、回火規范
淬火溫度900°C,回火溫度150~180°C,硬度54 ~60HRC。
㈣ 特種鋼的種類有哪些 特種鋼選購注意事項有哪些
特種鋼是一類優質鋼材,具有特殊的物理和化學性質,廣泛應用於各個領域。根據其用途和性質的不同,特種鋼可以分為幾個不同的分類。
1、不銹鋼
不銹鋼是一種耐腐蝕性能強的特種鋼,主要由鐵、鉻、鎳等元素組成。不銹鋼具有抗氧化、抗酸鹼腐蝕、高溫強度等特點,因此被廣泛應用於製造化工設備、航空航天器材、醫療器械等領域。
2、工具鋼
工具鋼是一種用於製造切削工具、模具和工具的特種鋼。工具鋼具有優異的硬度、強度和耐磨性,能夠承受高溫、高壓力和重負荷。常見的工具鋼包括高速鋼、冷作模具鋼、熱作模具鋼等。
3、高速鋼
高速鋼是一種用於製造切削工具的特種鋼,具有優異的硬度、耐磨性和熱穩定性。高速鋼主要用於製造刀具、刀片、鑽頭等,廣泛應用於機械加工、汽車製造、航空航天等行業。
4、耐熱鋼
耐熱鋼是一種能夠在高溫環境下保持良好力學性能和耐蝕性的特種鋼。耐熱鋼主要由鉻、鎳、鉬等合金元素組成,能夠耐受高溫、高壓力和氧化侵蝕。耐熱鋼廣泛應用於石油化工、電力、核能等領域。
5、彈簧鋼
彈簧鋼是一種用於製造彈簧的特種鋼,具有良好的彈性和耐疲勞性能。彈簧鋼主要由碳素、硅、錳等元素組成,能夠在長期反復載入下保持彈性。彈簧鋼廣泛應用於汽車製造、機械製造等領域。
6、高強度鋼
高強度鋼是一種具有較高強度和良好塑性的特種鋼。高強度鋼主要由碳素、錳、硅等元素組成,能夠在承受高壓力和沖擊負荷時保持穩定性能。高強度鋼廣泛應用於橋梁、建築、汽車製造等領域。
7、超合金
超合金是一種具有優異耐熱性能和高強度的特種鋼。超合金主要由鎳、鉬、鈦等合金元素組成,能夠在極端溫度和惡劣環境下保持穩定性能。超合金廣泛應用於航空航天、航空發動機、核能等領域。
特種鋼的分類還有很多,如耐蝕鋼、電工鋼、冷變形鋼等,每種特種鋼都具有特定的用途和性能。隨著科技的發展和工業的進步,特種鋼在各個領域的應用也在不斷擴大。不同種類的特種鋼在材料的選擇、加工工藝和使用方式上都有所差異,因此在實際應用中需要根據具體需求選擇適合的特種鋼材料。特種鋼的發展將為各行各業帶來更多的機遇和挑戰,也將推動科技和工業的進步。
在購買特種鋼時,首先確定特種鋼的種類選擇。不同種類的特種鋼具有不同的特性,因此要根據具體的需求選擇合適的種類。
除了材質之外,選擇合適的規格和型號也是購買特種鋼需要注意的問題。規格和型號的選擇直接影響到特種鋼的使用效果,因此要根據具體的用途選擇合適的規格和型號,同時要確保規格和型號的確認准確無誤。
在購買特種鋼時,要注意質量標準是否符合要求。不同類型的特種鋼具有不同的標准,購買特種鋼時要注意查看相關的質量標准,並確保所購買的特種鋼符合相關標准要求。
除了購買特種鋼本身的問題之外,還要注意選擇可靠的供應商。要選擇信譽好、質量可靠的供應商,以確保購買到的特種鋼品質不受損害。還要針對具體的需要進行比較,選擇價格合理的供應商。
在購買特種鋼時,價格也是需要考慮的因素。不過,價格不是唯一的考慮因素,質量和信譽同樣重要。在確定特種鋼的質量和信譽的前提下,選擇價格合理的供應商才能確保經濟實惠。
綜上所述,購買特種鋼是一項復雜的任務,需要考慮多個因素。在購買特種鋼時要注意選擇合適的材質、規格和型號,並確保所購買的特種鋼符合相關的質量標准。同時,還要注意選擇信譽好、價格合理的供應商,這樣才能確保購買到質量可靠、價格合理的特種鋼。
㈤ 新型特種模具鋼都有哪些種類類型
特種鋼也叫合金鋼,是一種鋼材。特種鋼是在碳素鋼里適量地加入一種或幾種合金元素,使鋼的組織結構發生變化,從而使鋼具有各種不同的特殊性能。
新型特種模具鋼的種類類型:
1、HM1熱作模具鋼
該鋼種已納入GB1299-85的國家標准模具鋼號。它具有良好的抗熱疲憊性能、抗回火穩定性能和良好的冶煉、鍛造、熱處理及機械加工工藝性能,是國內綜合性能優良、符合我國資源條件的高強韌性熱作模具新鋼種。適用於高溫、高負荷、急熱急冷條件下的壓力機鍛模、軸承熱鍛凹模、成型滾鍛模、高強度和高熱強鋼的精密鍛造、鋁和銅合金壓鑄模、熱擠壓摸具等。使用壽命可比3Cr2W8V提高1-4倍。在高溫性能方面明顯優於H13鋼。
2、HM3熱作模具鋼
該鋼種與HM1為同一系列產品,其高溫強韌性能和熱疲憊性能非常突出,非凡適合於沖擊載荷較大,工作溫差高的模具。如輥段成型模具,有色金屬壓鑄模具、耐熱不銹鋼及高強度材料鍛壓成型模具,軸承環套圈熱鍛成型凹模等,使用壽命比原用H13、3Cr2W8V和5CrNiMo都有成倍提高。
3、RM2熱作模具鋼
RM2鋼是一種多用途基體鋼,既可用於熱作模具,也可用於冷作模具。該鋼種已納入GB1299-85國家標准中,具有極高的高溫強度、紅硬性能、熱穩定性能和高溫耐磨性能。非凡適用於銅合金擠壓模具,溫鍛模具和沖擊載荷較小的熱擠沖頭模具。在切邊模具、齒輪精鍛模具、軸承環擠壓沖頭、不銹鋼餐具滾軋模具的應用壽命都遠高於原用H13、3Cr2W8V模具鋼。
4、JDH3熱作模具鋼
該鋼種是一種最新研製的模具材料,其性能特點是介於HM1、HM3和H13之間,即強度高於HM3,韌性高於HM1,熱疲憊性能高於H13鋼。主要適用於熱鍛模具、精鍛模具、輥鍛模具。
㈥ 好的模具鋼屬於哪幾種
模具鋼材主要分為:冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼、碳素結構鋼,還有一些進口模具鋼:譬如說日本大同,日立,瑞典,撫順,一勝百等等,
按材料分最好的主要有:DC53 ,SKD11 ,SLD , 2379. .8407 ,NAK80 , D2 . SKH-9. DAC , DAC55 , H13 , S136 , S136H 718 ,718H 等等材料!
冷作模具鋼材包括冷沖模、拉絲模、拉延模、壓印模、搓絲模、滾絲板、冷鐓模和冷擠壓模等。冷作模具有鋼,按其所製造具的工作條件,應具有高的硬度、強度、耐磨性、足夠的韌性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。用於這類用途的合金工具用鋼一般屬於高碳合金鋼,碳質量分數在0.80%以上,鉻是這類鋼的重要合金元素,其質量分數通常不大於5%。但對於一些耐磨性要求很高,淬火後變形很小模具用鋼,最高鉻質量分數可達13%,並且為了形成大量碳化物,鋼中碳質量分數也很高,最高可達2.0%~2.3%。冷作模具鋼的碳含量較高,其組織大部分屬於過共析鋼或萊氏體鋼。常用的鋼類有高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢釧鋼等。
熱作模具鋼材分為錘鍛、模鍛、擠壓和壓鑄幾種主要類型,包括熱鍛模、壓力機鍛模、沖壓模、熱擠壓模和金屬壓鑄模等。熱變形模具在工作中除要承受巨大的機械應力外,還要承受反復受熱和冷卻的做用,而引起很大的熱應力。熱作模具鋼除應具有高的硬度、強度、紅硬性、耐磨性和韌性外,還應具有良好的高溫強度、熱疲勞穩定性、導熱性和耐蝕性,此外還要求具有較高的淬透性,以保證整個截面具有一致的力學性能。對於壓鑄模用鋼,還應具有表面層經反復受熱和冷卻不產生裂紋,以及經受液態金屬流的沖擊和侵蝕的性能。這類鋼一般屬於中碳合金鋼,碳質量分數在0.30%~0.60%,屬於亞共析鋼,也有一部分鋼由於加入較多的合金元素(如鎢、鉬、釩等)而成為共析或過共析鋼。常用的鋼類有鉻錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鎢鋼等。
塑料模具包括熱塑性塑料模具和熱固性塑料模具。塑料模具用鋼要求具有一定的強度、硬度、耐磨性、熱穩定性和耐蝕性等性能。此外,還要求具有良好的工藝性,如熱處理變小、加工性能好、耐蝕性好、研磨和拋光性能好、補焊性能好、粗糙度高、導熱性好和工作條件尺寸和形狀穩定等。一般情況下,注射成形或擠壓成形模具可選用熱作模具鋼;熱固性成形和要求高耐磨、高強度的模具可選用冷作模具鋼。
塑膠模具鋼
模具鋼材可加工性
——熱加工性能,指熱塑性、加工溫度范圍等;
熱作模具用鋼
——冷加工性能,指切削、磨削、拋光、冷拔等加工性能。
冷作模具鋼大多屬於過共析鋼和萊氏體鋼,熱加工和冷加工性能都不太好,因此必須嚴格控制熱加工和冷加工的工藝參數,以避免產生缺陷和廢品。另一方面,通過提高鋼的純凈度,減少有害雜質的含量,改善鋼的組織狀態,以改善鋼的熱加工和冷加工性能,從而降低模具的生產成本。
為改善模具鋼的冷加工性能,自20世紀30年代開始,研究向模具鋼中加入S、Pb、Ca、Te等易切削加工元素或導致模具鋼中碳的石墨化的元素,發展了各種易切削模具鋼,以進一步改善其切削性能和磨削性能,減少刀具磨料消耗、降低成本。
模具鋼材淬透性和淬硬性
淬透性主要取決於鋼的化學成分和淬火前的原始組織狀態;淬硬性則主要取決於鋼中的含碳量。對於大部分的冷作模具鋼,淬硬性往往是主要的考慮因素之一。對於熱作模具鋼和塑料模具鋼,一般模具尺寸較大,尤其是製造大型模具,其淬透性更為重要。另外,對於形狀復雜容易產生熱處理變形的各種模具,為了減少淬火變形,往往盡可能採用冷卻能力較弱的淬火介質,如空冷、油冷或鹽浴冷卻,為了得到要求的硬度和淬硬層深度,就需要採用淬透性較好的模具鋼。
模具鋼材淬火溫度和熱處理變形
為了便於生產,要求模具鋼淬火溫度范圍盡可能放寬一些,特別是當模具採用火焰加熱局部淬火時,由於難於准確地測量和控制溫度,就要求模具鋼有更寬的淬火溫度范圍。
模具在熱處理時,尤其是在淬火過程中,要產生體積變化、形狀翹曲、畸變等,為保證模具質量,要求模具鋼的熱處理變形小,特別是對於形狀復雜的精密模具,淬火後難以修整,對於熱處理變形程度的要求更為苛刻,應該選用微變形模具鋼製造。
氧化、脫碳敏感性
模具在加熱過程中,如果發生氧化、脫碳現象,就會使其硬度、耐磨性、使用性能和使用壽命降低;因此,要求模具鋼的氧化、脫碳敏感性好。對於含鉬量較高的模具鋼,由於氧化、脫碳敏感性強,需採用特種熱處理,如真空熱處理、可控氣氛熱處理、鹽浴熱處理等。
模具鋼材其他因素
在選擇模具鋼時,除了必須考慮使用性能和工藝性能之外,還必須考慮模具鋼的通用性和鋼材的價格。模具鋼一般用量不大,為了便於備料,應盡可能地考慮鋼的通用性,盡量利用大量生產的通用型模具鋼,以便於采購、備料和材料管理。另外還必須從經濟上進行綜合分析,考慮模具的製造費用、工件的生產批量和分攤到每一個工件上的模具費用。從技術、經濟方面全面分析,以最終選定合理的模具材料。
模具鋼材性能要求
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,熱作模具鋼根據其工作條件,一般要求保持在HRC40~55范圍。對於同一鋼種而言,在一定的硬度值范圍內,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 在高溫狀態下工作的熱作模具,要求保持其組織和性能的穩定,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℃的溫度范圍內保持這種性能,鉻鉬熱作模具鋼一般在550~600℃的溫度范圍內保持這種性能。鋼的紅硬性主要取決於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於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出來的變形抗力較為吻合)。抗彎試驗的另一個優點是應變數的絕對值大,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下變形抗力的差別。
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後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於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並且採用合理的精煉、熱加工和熱處理工藝,以使模具材料的耐磨性、強度和韌性達到最佳的配合。
沖擊韌性系表特徵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,常規的沖擊韌性不能全面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採用。
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。對於重載、高速磨損條件下服役的模具,要求模具鋼表面能形成薄而緻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,作為表徵不同化學成分及組織狀態下的耐磨性水平的參數。以呈現規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。
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次數較多;機械疲勞裂紋擴展速率反映材料在熱疲勞裂紋萌生之後,在鍛壓力的作用下裂紋向內部擴展時,每一應力循環的擴展量;斷裂韌性反映材料對已存在的裂紋發生失穩擴展的抗力。斷裂韌性高的材料,其中的裂紋如要發生失穩擴展,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。在應力恆定的前提下,在一種模具中已經存在一條疲勞裂紋,如果模具材料的斷裂韌性值較高,則裂紋必須擴展得更深,才能發生失穩擴展。
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後發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數,也可以用經過一定的熱循環後所出現的疲勞裂紋的條數及平均的深度或長度來衡量。
5. 咬合抗力
咬合抗力實際就是發生「冷焊」時的抵抗力。該性能對於模具材料較為重要。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)進行恆速對偶摩擦運動,以一定的速度逐漸增大載荷,此時,轉矩也相應增大,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。