|
|
 |
|
| 東莞遮噴銅模廠服務(wù)一流 |
東莞遮噴銅模廠服務(wù)一流，國(guó)內(nèi)外模具鋼的發(fā)展概況與動(dòng)向
3.1 模具鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展
模具是工業(yè)發(fā)展的基石，世界各國(guó)的制造業(yè)為了降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，改善材料利用率，節(jié)約能源，廣泛地采用各種模具成形：工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝。目前機(jī)械制造、電子工業(yè)、輕工業(yè)等工業(yè)部門的產(chǎn)品約有60％~80％的工件采用模具成型。很多產(chǎn)品的質(zhì)量、尺寸精度、表面粗糙度、更新?lián)Q代的速度和產(chǎn)品的成本，很大程度上取決于模具的質(zhì)量、使用壽命和制造周期。
作為主要模具材料的模具鋼則是模具制造的基礎(chǔ)，隨著模具工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)模具鋼的數(shù)量、質(zhì)量、品種、規(guī)格、性能等各個(gè)方面、不斷地提出更高、更新的要求。近年來，國(guó)內(nèi)外模具鋼的產(chǎn)量、生產(chǎn)技術(shù)、工藝裝備、質(zhì)量、品種等方面都取得了比較迅速的發(fā)展。
3.1.1 模具鋼產(chǎn)量的發(fā)展
模具鋼的產(chǎn)量近20年來增長(zhǎng)很快，領(lǐng)先于其他鋼類，模具鋼的產(chǎn)量占合金工具鋼的80％左右。我國(guó)模具鋼的產(chǎn)量早已位居世界的前列。
隨著模具工作條件的日益苛刻，各國(guó)在原有的冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼三大類的基礎(chǔ)上，又相繼發(fā)展了不少適應(yīng)新的要求的新鋼種。
l、在冷作模具鋼中，所發(fā)展的材料有：
（1）高韌性、高耐磨性模具鋼這些鋼C、C含量低于傳統(tǒng)的Crl2型模具鋼，增加了Mo、V合金數(shù)量，其耐磨性優(yōu)于Crl2MolVl鋼，韌性和抗回火軟化能力則高于Crl2，如美國(guó)釩合金鋼公司早期發(fā)表的VascoDie(8Cr8M02V2Si)、日本大同特殊鋼公司的DC53(CrSM02VSi)，我國(guó)自行開發(fā)的則有7CrTM02V2Si(LD鋼)、9CrW3M02V2(GM鋼)等，分別用于冷擠壓模具，冷沖模具及高強(qiáng)度螺栓的滾絲模具。
（2）低合金空淬微變形鋼 這類鋼的特點(diǎn)是合金含量低(≤5％)，淬透性、淬硬性好，Φ100mm的工件可以空冷淬透、淬火變形小、工藝性好，主要用于制造精密復(fù)雜模具。如美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)A4(Mn2CrM-o)、A6(7Mn2CrMo)、日本大同特殊鋼公司的G04。我國(guó)自行研制的Gr2Mn2SiWMoV和8Cr2MnMoWVS等鋼種也屬于低合金空淬微變形鋼，后一種鋼號(hào)還兼?zhèn)鋬?yōu)良的切削性。
（3）火焰淬火模具鋼 這類鋼的特點(diǎn)是淬火溫度范圍寬，淬透性好。由于火焰局部淬火的工藝簡(jiǎn)便、以縮短模具制造周期，降低制造費(fèi)用等特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛地用于制造剪切、下料、沖壓、冷鐓等冷作模具，特別是大型鑲塊模具，如東風(fēng)汽車公司采用我國(guó)研制的7CrSiMiMoV火焰淬火鋼制造汽車大型覆蓋件鑲塊沖模刃口材料，取得了很好的使用效果。這類鋼代表性的鋼號(hào)有日本愛知公司的SX5(Cr8MoV)，大同特殊鋼公司的G05，日本日立金屬公司的HMDl。
（4）粉末冶金冷作模具鋼 采用粉末冶金工藝生產(chǎn)的高碳高合金鋼，由于鋼液霧化形成的微細(xì)鋼粉凝固很快，可以完全避免一般工藝生產(chǎn)的高碳高合金冷作模具鋼在澆注后緩慢凝固產(chǎn)生的粗大碳化物和偏析等缺陷。特點(diǎn)：磨削性好、韌性好、等向性好、熱處理工藝性好。已發(fā)表的粉末冷冶金鋼號(hào)有美國(guó)坩堝鋼公司的CPM9V，CPMl0V，日本日立金屬的HAP40等。
2．在熱作模具鋼中新發(fā)展的材料有：
1)通用型熱作模具鋼 1．5155NiCrMoV6為代表的低合金熱作模具鋼，以H13(4CrSMoSiVl)為代表的中合金熱作模具鋼；以HIO(3Cr3M03VSi)鎢系鉬系熱作模具鋼。目前在我國(guó)4CrSMoSiVl是產(chǎn)量最高的熱作模具鋼。
2)高淬透性特大型鍛壓模塊用鋼 淬透性好，尺寸較大的模具心部可以獲得均勻的性能。如IS04957標(biāo)準(zhǔn)中的40NiCrMoV；法國(guó)NF-35-590標(biāo)準(zhǔn)中的dONCDl6；我國(guó)的4Cr2MoVNi、3Cr2MoWVNi等。
3)高熱強(qiáng)性模具鋼又可分為以下四類。
a．中合金高熱強(qiáng)性模具鋼，一般是在3Cr3M03Si-V(H10)和4CrSMoSiVl(HB)鋼的基礎(chǔ)上增加W、Mo、Co、Nb等元素，提高其高溫性能。如美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)H10A、我國(guó)開發(fā)的3Cr3M03W2V等。
b．沉淀硬化型熱作模具鋼，這類鋼的含碳量較低，一般在2％左右。含有一些沉淀硬化的合金元素如V、Nb、Ni、Al、Mo等，模具淬火后，采用較低溫度回火(≈400℃)，硬度為40HRC左右，由于含碳量低，中溫回火后的組織為板條狀低碳馬氏體，具有良好的韌性，而且具有良好的切削性，可以進(jìn)行型腔加工。
模具在使用過程中，與高溫工件接觸的工作表面被工件加熱到鋼的沉淀硬化溫度(500~600℃)，由于合金碳化物和金屬間化合物的析出，工作表面的硬度可上升到45~48HRC，提高了型腔表面的耐磨性模具心部仍保留原有的組織和高韌性，從而提高了模具的使用壽命。如日本日立金屬公司的YHD3、大同特殊鋼公司的DH76等。
c.低碳高速鋼和基體鋼 高速工具鋼具有良好的抗回火軟化性能和高溫硬度，但是其韌性和抗冷熱疲勞性能較差。低碳高速鋼是將高速鋼的碳含量由1％左右降至0．3％-0．6％，在犧牲部分紅硬性和耐磨性的情況下，提高韌性和抗冷熱疲勞性能，如美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)H42，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)6W6MoSCr4V。
基體鋼的化學(xué)成分相當(dāng)于淬火后的高速鋼基體組織成分，所以淬火后過剩碳化物的數(shù)量少，細(xì)小均勻，使鋼的韌性和抗冷熱疲勞性能進(jìn)一步得到改善。如美國(guó)釩合金鐵公司的VasooMA(5Gr4W3Mo2V),我國(guó)的6Cr4Mo3W2VNb。這種鋼由于綜合性能較好，即可以用于熱作模具鋼，也可以用于制造高性能的冷作模具。
d．奧氏體型熱作模具鋼，這類鋼經(jīng)固熔時(shí)效處理后，在700-800℃仍保持較好的強(qiáng)度，如日本日立金屬公司的5Mnl8CrlOV2，我國(guó)的7Mnl0Cr8Nil0M03V2等。
3．塑料模具鋼由原國(guó)標(biāo)中的3Crl2Mo(P20)一個(gè)鋼號(hào)發(fā)展成由有以下七大類構(gòu)成的塑料模具用鋼系列：
1)非合金塑料模具鋼 主要用于制造生產(chǎn)通用型熱塑性塑料生產(chǎn)工件批量不大，技術(shù)要求不太嚴(yán)格制品模具。如20、45等碳素結(jié)構(gòu)鋼和T8、T10等碳素工具鋼。
2)預(yù)硬型塑料模具鋼 采用中碳合金鋼預(yù)先經(jīng)過淬火和高溫回火狀態(tài)下(硬度為30~40HRC)交貨：代表性的鋼號(hào)如美國(guó)的P20、瑞典ASSAB公司的718(3Cr2MnNiMo)，日本大同特殊鋼公司的PDS5，我國(guó)的3Cr2Mo等。
3)時(shí)效硬化型塑料模具鋼 由于時(shí)效溫度低，變形小，而且有規(guī)律，適用于制造形狀復(fù)雜，尺寸精度要求高的模具，如美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)P21，日本大同特殊鋼公司的NAK55(2Ni2A1CuMoS)，NAK80，我國(guó)的25CrNi3MoAl等。
4)滲碳型塑料模具鋼 一般為C、Si含量很低的低碳鋼或低碳合金鋼，以保證鋼在常溫下具有高塑性和很低的變形抗力，以便進(jìn)行型腔的冷擠壓，擠壓成型腔后進(jìn)行滲碳淬火、回火，使模具表面具有高硬度和抗磨損性能，一般用于制造要求耐磨性較高的熱固性塑料模具和增強(qiáng)塑料模具。如美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)P2(10CrMo)、P3(10CrNi)；我國(guó)的20Cr、12CrNi2等。
5)整體淬硬型模具鋼 一般都是借用高耐磨性冷作模具鋼及熱作模具鋼。如Cr5M01V(A2)和Crl2MolVl(D2)等冷作模具鋼和4Cr5MoSiVl等熱作模具鋼。
6)耐蝕塑料模具鋼 有些塑料制品如聚氯乙烯、氟化塑料、陰燃塑料等在壓制過程中對(duì)模具有腐蝕作用，因此，對(duì)此類塑料模具一般采用馬氏體不銹鋼和沉淀硬化型不銹鋼，如瑞典ASSAB公司的STVAX(4Crl3)，我國(guó)的研制的PCR(OCrl6Ni4Cu3Nb)等。
7)無磁塑料模具鋼 為了適應(yīng)磁性塑料制品的生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)外發(fā)展了一些無磁塑料模具鋼，將奧氏體型模具鋼通過時(shí)效硬化處理得到要求的硬度強(qiáng)度和低的導(dǎo)磁率，如日本日立金屬公司的HPM7，我國(guó)的7Mnl5Cr2A13V2WMo等。
此外，為了適應(yīng)塑料模具制造過程中的一些對(duì)鋼的工藝性能的特殊要求，發(fā)展了以下四類專用的特種塑料模具鋼種。
1)鏡面磨削用塑料模具鋼 純凈度、致密度高，材質(zhì)均勻性好，且淬回火硬度較高。適用于制做光學(xué)儀器、電子設(shè)備的透明制品。如瑞典材料S136，日本大同特殊鋼公司的S-STAR等。
2)非調(diào)質(zhì)型預(yù)硬塑料模具鋼 鍛(軋)后直接得到要求的硬度，一般為30-40HRC。如我國(guó)的3Cr2MnMo-VS鋼等。
3)高焊接性塑料模具鋼 此類鋼焊接性能很好，可以避免或簡(jiǎn)化焊前預(yù)熱或焊后處理工藝，以便模具的堆焊修復(fù)工作。如日本大同特殊鋼公司開發(fā)的PXZ、PX5及NAK55等。
4)易切削塑料模具鋼 此類鋼由于既加人了S等易切元素，又同時(shí)加入了Ca等變性劑，所以既改善了鋼的切削性能，又抑制了硫?qū)︿摰牧W(xué)性能和熱加工性能的不利影響。如日本大同特殊鋼公司的NAK55，DHA2F，我國(guó)的5NiCaS等。 |
|
|
