㈠ 我国为什么不能生产高档模具用钢
大家都知道模具钢是工业基石,模具钢的品质好坏与牌号是否齐全,代表了一个国家的制造水平和科技水平,改革开放之后,西方发达国家的企业纷纷进入我国开设工厂,我国才慢慢开始涉足特殊钢行业,行业要发展就必须要有足够的用户,有需求才能带动生产和发展,所以改革开放之前,我们没有生产研发模具钢的条件。
另外无论是设备还是原材料,长期以来都掌握在瑞典、瑞士、德国、美国、奥地利、日本等国家手中,国内大学都没有全系列的轴承及润滑专业和特种材料学科,实验室也是近几年为了军工需要才开始设立的,很多方面都与西方国家相差几十年,生产模具钢需要几十道工序,传统工艺和现代工艺需要分开进行处理,各种稀有金属元素的添加和比例也是长期实验总结的。
我们国家的模具钢的生产工艺落后,钢材质量差,品种少已经是众所周知,比如国产的H13、D2等模具钢在质量上只能达到美国模具钢的通用astma681标准,这个标准属于非常一般水平,只能基本上能满足一般的简单工业模具使用,但对高标准的用钢企业提出的高要求,我们无法满足,再加上前几年政府出台政策乱关小炼炉,很多特种钢用量小,而且型号多,也不可能多炼,所以因为关闭小钢厂的浪潮也阻碍了我国的特种钢发展。
模具钢在短时间内依赖进口的格局很难改变,例如德松模具钢16年的模具钢进口量就达到5000多万,目前国产的合金模具钢国际先进水平相比,无论在品种、质量、尺寸规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,我们目前还不能生产,但是我们目前的经济实力雄厚,相信很快会迎头赶上!
㈡ 模具钢是合金钢吗
模具钢分冷作模具、热作模具和塑料模具钢,冷作模具钢和塑料模具钢有些是用碳素钢来做的,而热作模具钢都是合金钢
㈢ LD模具钢和42crmo的区别
LD钢为高强韧性冷作模具钢,上海材料研究所研制。最初是针对冷镦模具开发的,故按其用途取“冷镦”两个汉语拼音为其代号,中国机械行业标准《冲模用钢及其热处理技术》JB/T 6058-92已推荐了该钢号,根据生产实际经验,推荐LD钢应用于制作强韧性要求高的冷镦、冷挤压、冷冲模具。
LD钢属于基体钢类型的冷作模具钢,具有较高的强韧性和耐磨性,高的抗弯强度,冷、热加工的工艺优良,热处理畸变小,通用性强。
LD钢的应用:
LD钢的性能优于Cr12型高碳和高速钢6Mo5Cr4V2,具有更高的强度和韧性,而且有较好的耐磨性,应用日益普遍。可用于制造螺栓冷镦切边模、冷镦光冲模、汽车弹簧冲孔模、自行车中轴冷挤压模、硅钢片冲模等几十余种模具,使用寿命比原用钢种(Cr12MoV、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、Cr12、GCr15、9SiCr)成倍甚至十余倍地提高。
42CrMo钢材从材料分类上来说属于模具钢中的塑料模具用钢,具有良好的机械性能及可加工性,应用相当广泛,主要有板材和圆棒两种类型的材料,其中板材用于模具的加工生产,圆棒用于机械直接加工零件,得到了行业的认可。
42CrMo钢材属于超高强度钢,具有高强度和韧性,淬透性也较好,无明显的回火脆性,调质处理后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力,低温冲击韧性良好。42CrMo钢材适宜制造要求一定强度和韧性的大、中型塑料具。 碳C:0.38~0.45%
硅Si:0.17~0.37%
锰Mn:0.50~0.80%
硫S:允许残余含量≤0.035%
磷P:允许残余含量≤0.035%
铬Cr:0.90~1.20%
镍Ni:允许残余含量≤0.30%
铜Cu:允许残余含量≤0.30%
钼Mo:0.15~0.25%[1] 硬度 :退火,255~207HB,压痕直径3.8~4.2mm;淬火,≥60HRCcr12mov板材淬透性、淬火回火后的硬度、强度、韧性比CR12高,直径为300~400mm以下的工作可完全淬透,淬火变形小,但高温塑性较差。cr12mov板材多用于制造截面较大、形状复杂、工作负荷较重的合种模具和工具。 俄罗斯ГOCT 38XM、美国AISI 4140/4142、英国BS 708M40/708A42/709M40、法国NF 40CD4/42CD4、德国DIN 41CrMo4/42CrMo4、日本JIS SCM4、国际ISO 683/1 3 热加工规范
加热温度1150 ~1200°C,开始温度1130 ~1180°C,终止温度> 850°C,φ> 50mm时,缓冷。
正火规范
正火温度850~900°C,出炉空冷。
高温回火规范
回火温度680~700°C,出炉空冷。
淬火、回火规范
预热温度680 ~700°C,淬火温度840~880°C,油冷,回火温度580°C,水冷或油冷,硬度≤217HBW。
亚温淬火强韧化处理规范
淬火温度900°C,回火温度560°C,硬度(37±1) HRC
感应淬火、回火规范
淬火温度900°C,回火温度150~180°C,硬度54 ~60HRC。
㈣ 特种钢的种类有哪些 特种钢选购注意事项有哪些
特种钢是一类优质钢材,具有特殊的物理和化学性质,广泛应用于各个领域。根据其用途和性质的不同,特种钢可以分为几个不同的分类。
1、不锈钢
不锈钢是一种耐腐蚀性能强的特种钢,主要由铁、铬、镍等元素组成。不锈钢具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、高温强度等特点,因此被广泛应用于制造化工设备、航空航天器材、医疗器械等领域。
2、工具钢
工具钢是一种用于制造切削工具、模具和工具的特种钢。工具钢具有优异的硬度、强度和耐磨性,能够承受高温、高压力和重负荷。常见的工具钢包括高速钢、冷作模具钢、热作模具钢等。
3、高速钢
高速钢是一种用于制造切削工具的特种钢,具有优异的硬度、耐磨性和热稳定性。高速钢主要用于制造刀具、刀片、钻头等,广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等行业。
4、耐热钢
耐热钢是一种能够在高温环境下保持良好力学性能和耐蚀性的特种钢。耐热钢主要由铬、镍、钼等合金元素组成,能够耐受高温、高压力和氧化侵蚀。耐热钢广泛应用于石油化工、电力、核能等领域。
5、弹簧钢
弹簧钢是一种用于制造弹簧的特种钢,具有良好的弹性和耐疲劳性能。弹簧钢主要由碳素、硅、锰等元素组成,能够在长期反复加载下保持弹性。弹簧钢广泛应用于汽车制造、机械制造等领域。
6、高强度钢
高强度钢是一种具有较高强度和良好塑性的特种钢。高强度钢主要由碳素、锰、硅等元素组成,能够在承受高压力和冲击负荷时保持稳定性能。高强度钢广泛应用于桥梁、建筑、汽车制造等领域。
7、超合金
超合金是一种具有优异耐热性能和高强度的特种钢。超合金主要由镍、钼、钛等合金元素组成,能够在极端温度和恶劣环境下保持稳定性能。超合金广泛应用于航空航天、航空发动机、核能等领域。
特种钢的分类还有很多,如耐蚀钢、电工钢、冷变形钢等,每种特种钢都具有特定的用途和性能。随着科技的发展和工业的进步,特种钢在各个领域的应用也在不断扩大。不同种类的特种钢在材料的选择、加工工艺和使用方式上都有所差异,因此在实际应用中需要根据具体需求选择适合的特种钢材料。特种钢的发展将为各行各业带来更多的机遇和挑战,也将推动科技和工业的进步。
在购买特种钢时,首先确定特种钢的种类选择。不同种类的特种钢具有不同的特性,因此要根据具体的需求选择合适的种类。
除了材质之外,选择合适的规格和型号也是购买特种钢需要注意的问题。规格和型号的选择直接影响到特种钢的使用效果,因此要根据具体的用途选择合适的规格和型号,同时要确保规格和型号的确认准确无误。
在购买特种钢时,要注意质量标准是否符合要求。不同类型的特种钢具有不同的标准,购买特种钢时要注意查看相关的质量标准,并确保所购买的特种钢符合相关标准要求。
除了购买特种钢本身的问题之外,还要注意选择可靠的供应商。要选择信誉好、质量可靠的供应商,以确保购买到的特种钢品质不受损害。还要针对具体的需要进行比较,选择价格合理的供应商。
在购买特种钢时,价格也是需要考虑的因素。不过,价格不是唯一的考虑因素,质量和信誉同样重要。在确定特种钢的质量和信誉的前提下,选择价格合理的供应商才能确保经济实惠。
综上所述,购买特种钢是一项复杂的任务,需要考虑多个因素。在购买特种钢时要注意选择合适的材质、规格和型号,并确保所购买的特种钢符合相关的质量标准。同时,还要注意选择信誉好、价格合理的供应商,这样才能确保购买到质量可靠、价格合理的特种钢。
㈤ 新型特种模具钢都有哪些种类类型
特种钢也叫合金钢,是一种钢材。特种钢是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素,使钢的组织结构发生变化,从而使钢具有各种不同的特殊性能。
新型特种模具钢的种类类型:
1、HM1热作模具钢
该钢种已纳入GB1299-85的国家标准模具钢号。它具有良好的抗热疲惫性能、抗回火稳定性能和良好的冶炼、锻造、热处理及机械加工工艺性能,是国内综合性能优良、符合我国资源条件的高强韧性热作模具新钢种。适用于高温、高负荷、急热急冷条件下的压力机锻模、轴承热锻凹模、成型滚锻模、高强度和高热强钢的精密锻造、铝和铜合金压铸模、热挤压摸具等。使用寿命可比3Cr2W8V提高1-4倍。在高温性能方面明显优于H13钢。
2、HM3热作模具钢
该钢种与HM1为同一系列产品,其高温强韧性能和热疲惫性能非常突出,非凡适合于冲击载荷较大,工作温差高的模具。如辊段成型模具,有色金属压铸模具、耐热不锈钢及高强度材料锻压成型模具,轴承环套圈热锻成型凹模等,使用寿命比原用H13、3Cr2W8V和5CrNiMo都有成倍提高。
3、RM2热作模具钢
RM2钢是一种多用途基体钢,既可用于热作模具,也可用于冷作模具。该钢种已纳入GB1299-85国家标准中,具有极高的高温强度、红硬性能、热稳定性能和高温耐磨性能。非凡适用于铜合金挤压模具,温锻模具和冲击载荷较小的热挤冲头模具。在切边模具、齿轮精锻模具、轴承环挤压冲头、不锈钢餐具滚轧模具的应用寿命都远高于原用H13、3Cr2W8V模具钢。
4、JDH3热作模具钢
该钢种是一种最新研制的模具材料,其性能特点是介于HM1、HM3和H13之间,即强度高于HM3,韧性高于HM1,热疲惫性能高于H13钢。主要适用于热锻模具、精锻模具、辊锻模具。
㈥ 好的模具钢属于哪几种
模具钢材主要分为:冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢、碳素结构钢,还有一些进口模具钢:譬如说日本大同,日立,瑞典,抚顺,一胜百等等,
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!
冷作模具钢材包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等。冷作模具有钢,按其所制造具的工作条件,应具有高的硬度、强度、耐磨性、足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。用于这类用途的合金工具用钢一般属于高碳合金钢,碳质量分数在0.80%以上,铬是这类钢的重要合金元素,其质量分数通常不大于5%。但对于一些耐磨性要求很高,淬火后变形很小模具用钢,最高铬质量分数可达13%,并且为了形成大量碳化物,钢中碳质量分数也很高,最高可达2.0%~2.3%。冷作模具钢的碳含量较高,其组织大部分属于过共析钢或莱氏体钢。常用的钢类有高碳低合金钢、高碳高铬钢、铬钼钢、中碳铬钨钏钢等。
热作模具钢材分为锤锻、模锻、挤压和压铸几种主要类型,包括热锻模、压力机锻模、冲压模、热挤压模和金属压铸模等。热变形模具在工作中除要承受巨大的机械应力外,还要承受反复受热和冷却的做用,而引起很大的热应力。热作模具钢除应具有高的硬度、强度、红硬性、耐磨性和韧性外,还应具有良好的高温强度、热疲劳稳定性、导热性和耐蚀性,此外还要求具有较高的淬透性,以保证整个截面具有一致的力学性能。对于压铸模用钢,还应具有表面层经反复受热和冷却不产生裂纹,以及经受液态金属流的冲击和侵蚀的性能。这类钢一般属于中碳合金钢,碳质量分数在0.30%~0.60%,属于亚共析钢,也有一部分钢由于加入较多的合金元素(如钨、钼、钒等)而成为共析或过共析钢。常用的钢类有铬锰钢、铬镍钢、铬钨钢等。
塑料模具包括热塑性塑料模具和热固性塑料模具。塑料模具用钢要求具有一定的强度、硬度、耐磨性、热稳定性和耐蚀性等性能。此外,还要求具有良好的工艺性,如热处理变小、加工性能好、耐蚀性好、研磨和抛光性能好、补焊性能好、粗糙度高、导热性好和工作条件尺寸和形状稳定等。一般情况下,注射成形或挤压成形模具可选用热作模具钢;热固性成形和要求高耐磨、高强度的模具可选用冷作模具钢。
塑胶模具钢
模具钢材可加工性
——热加工性能,指热塑性、加工温度范围等;
热作模具用钢
——冷加工性能,指切削、磨削、抛光、冷拔等加工性能。
冷作模具钢大多属于过共析钢和莱氏体钢,热加工和冷加工性能都不太好,因此必须严格控制热加工和冷加工的工艺参数,以避免产生缺陷和废品。另一方面,通过提高钢的纯净度,减少有害杂质的含量,改善钢的组织状态,以改善钢的热加工和冷加工性能,从而降低模具的生产成本。
为改善模具钢的冷加工性能,自20世纪30年代开始,研究向模具钢中加入S、Pb、Ca、Te等易切削加工元素或导致模具钢中碳的石墨化的元素,发展了各种易切削模具钢,以进一步改善其切削性能和磨削性能,减少刀具磨料消耗、降低成本。
模具钢材淬透性和淬硬性
淬透性主要取决于钢的化学成分和淬火前的原始组织状态;淬硬性则主要取决于钢中的含碳量。对于大部分的冷作模具钢,淬硬性往往是主要的考虑因素之一。对于热作模具钢和塑料模具钢,一般模具尺寸较大,尤其是制造大型模具,其淬透性更为重要。另外,对于形状复杂容易产生热处理变形的各种模具,为了减少淬火变形,往往尽可能采用冷却能力较弱的淬火介质,如空冷、油冷或盐浴冷却,为了得到要求的硬度和淬硬层深度,就需要采用淬透性较好的模具钢。
模具钢材淬火温度和热处理变形
为了便于生产,要求模具钢淬火温度范围尽可能放宽一些,特别是当模具采用火焰加热局部淬火时,由于难于准确地测量和控制温度,就要求模具钢有更宽的淬火温度范围。
模具在热处理时,尤其是在淬火过程中,要产生体积变化、形状翘曲、畸变等,为保证模具质量,要求模具钢的热处理变形小,特别是对于形状复杂的精密模具,淬火后难以修整,对于热处理变形程度的要求更为苛刻,应该选用微变形模具钢制造。
氧化、脱碳敏感性
模具在加热过程中,如果发生氧化、脱碳现象,就会使其硬度、耐磨性、使用性能和使用寿命降低;因此,要求模具钢的氧化、脱碳敏感性好。对于含钼量较高的模具钢,由于氧化、脱碳敏感性强,需采用特种热处理,如真空热处理、可控气氛热处理、盐浴热处理等。
模具钢材其他因素
在选择模具钢时,除了必须考虑使用性能和工艺性能之外,还必须考虑模具钢的通用性和钢材的价格。模具钢一般用量不大,为了便于备料,应尽可能地考虑钢的通用性,尽量利用大量生产的通用型模具钢,以便于采购、备料和材料管理。另外还必须从经济上进行综合分析,考虑模具的制造费用、工件的生产批量和分摊到每一个工件上的模具费用。从技术、经济方面全面分析,以最终选定合理的模具材料。
模具钢材性能要求
1. 强度性能
(1)硬度硬度是模具钢的主要技术指标,模具在高应力的作用下欲保持其形状尺寸不变,必须具有足够高的硬度。冷作模具钢在室温条件下一般硬度保持在HRC60左右,热作模具钢根据其工作条件,一般要求保持在HRC40~55范围。对于同一钢种而言,在一定的硬度值范围内,硬度与变形抗力成正比;但具有同一硬度值而成分及组织不同的钢种之间,其塑性变形抗力可能有明显的差别。
(2)红硬性 在高温状态下工作的热作模具,要求保持其组织和性能的稳定,从而保持足够高的硬度,这种性能称为红硬性。碳素工具钢、低合金工具钢通常能在180~250℃的温度范围内保持这种性能,铬钼热作模具钢一般在550~600℃的温度范围内保持这种性能。钢的红硬性主要取决于钢的化学成分和热处理工艺。
(3)抗压屈服强度和抗压弯曲强度 模具在使用过程中经常受到强度较高的压力和弯曲的作用,因此要求模具材料应具有一定的抗压强度和抗弯强度。在很多情况下,进行抗压试验和抗弯试验的条件接近于模具的实际工作条件(例如,所测得的模具钢的抗压屈服强度与冲头工作时所表现出来的变形抗力较为吻合)。抗弯试验的另一个优点是应变量的绝对值大,能较灵敏地反映出不同钢种之间以及在不同热处理和组织状态下变形抗力的差别。
2. 韧性
在工作过程中,模具承受着冲击载荷,为了减少在使用过程中的折断、崩刃等形式的损坏,要求模具钢具有一定的韧性。
模具钢的化学成分,晶粒度,纯净度,碳化物和夹杂物等的数量、形貌、尺寸大小及分布情况,以及模具钢的热处理制度和热处理后得到的金相组织等因素都对钢的韧性带来很大的影响。特别是钢的纯净度和热加工变形情况对于其横向韧性的影响更为明显。钢的韧性、强度和耐磨性往往是相互矛盾的。因此,要合理地选择钢的化学成分并且采用合理的精炼、热加工和热处理工艺,以使模具材料的耐磨性、强度和韧性达到最佳的配合。
冲击韧性系表特征材料在一次冲击过程中试样在整个断裂过程中吸收的总能量。但是很多工具是在不同工作条件下疲劳断裂的,因此,常规的冲击韧性不能全面地反映模具钢的断裂性能。小能量多次冲击断裂功或多次断裂寿命和疲劳寿命等试验技术正在被采用。
3. 耐磨性
决定模具使用寿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当大的压应力和摩擦力,要求模具能够在强烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨损主要是机械磨损、氧化磨损和熔融磨损三种类型。为了改善模具钢的耐磨性,就要既保持模具钢具有高的硬度,又要保证钢中碳化物或其他硬化相的组成、形貌和分布比较合理。对于重载、高速磨损条件下服役的模具,要求模具钢表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜,保持润滑作用,减少模具和工件之间产生粘咬、焊合等熔融磨损,又能减少模具表面进行氧化造成氧化磨损。所以模具的工作条件对钢的磨损有较大的影响。
耐磨性可用模拟的试验方法,测出相对的耐磨指数,作为表征不同化学成分及组织状态下的耐磨性水平的参数。以呈现规定毛刺高度前的寿命,反映各种钢种的耐磨水平;试验是以Cr12MoV钢为基准进行对比。
4. 抗热疲劳能力
热作模具钢在服役条件下除了承受载荷的周期性变化之外,还受到高温及周期性的急冷急热的作用,因此,评价热作模具钢的断裂抗力应重视材料的热机械疲劳断裂性能。热机械疲劳是一种综合性能的指标,它包括热疲劳性能、机械疲劳裂纹扩展速率和断裂韧性三个方面。
热疲劳性能反映材料在热疲劳裂纹萌生之前的工作寿命,抗热疲劳性能高的材料,萌生热疲劳裂纹的热循环次数较多;机械疲劳裂纹扩展速率反映材料在热疲劳裂纹萌生之后,在锻压力的作用下裂纹向内部扩展时,每一应力循环的扩展量;断裂韧性反映材料对已存在的裂纹发生失稳扩展的抗力。断裂韧性高的材料,其中的裂纹如要发生失稳扩展,必须在裂纹尖端具有足够高的应力强度因子,也就是必须有较大的裂纹长度。在应力恒定的前提下,在一种模具中已经存在一条疲劳裂纹,如果模具材料的断裂韧性值较高,则裂纹必须扩展得更深,才能发生失稳扩展。
也就是说,抗热疲劳性能决定了疲劳裂纹萌生前的那部分寿命;而裂纹扩展速率和断裂韧性,可以决定当裂纹萌生后发生亚临界扩展的那部分寿命。因此,热作模具如要获得高的寿命,模具材料应具备高的抗热疲劳性能、低的裂纹扩展速率和高的断裂韧性值。
抗热疲劳性能的指标可以用萌生热疲劳裂纹的热循环数,也可以用经过一定的热循环后所出现的疲劳裂纹的条数及平均的深度或长度来衡量。
5. 咬合抗力
咬合抗力实际就是发生“冷焊”时的抵抗力。该性能对于模具材料较为重要。试验时通常在干摩擦条件下,把被试验的工具钢试样与具有咬合倾向的材料(如奥氏体钢)进行恒速对偶摩擦运动,以一定的速度逐渐增大载荷,此时,转矩也相应增大,该载荷称为“咬合临界载荷”,临界载荷愈高,标志着咬合抗力愈强。