|
1.1金屬
+ V7 T, R2 T$ e+ h具有不透明、金屬光澤良好的導熱和導電性并且其導電能力隨溫度的增高而減小,,富有延性和展性等特性的物質(zhì),。金屬內(nèi)部原子具有規(guī)律性排列的固體(即晶體),。# q6 y! {8 l& Q6 L
1.2合金
+ Z4 B' N6 H' ? C# R s! m) P1 t$ X由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬組成,,具有金屬特性的物質(zhì),。2 b2 u s: O) R% z" C" T+ `
相:合金中成份,、結(jié)構(gòu)、性能相同的組成部分,。* Y& J! X, b+ `3 G1 x: O
1.3固溶體
5 c6 n+ f4 ?; q8 p; p' I8 f是一個(或幾個)組元的原子(化合物)溶入另一個組元的晶格中,,而仍保持另一組元的晶格類型的固態(tài)金屬晶體,,固溶體分間隙固溶體和置換固溶體兩種,。
4 _4 P8 M8 p* G: t1.4固溶強化3 I. e) w c3 u% q$ s0 |
由于溶質(zhì)原子進入溶劑晶格的間隙或結(jié)點,使晶格發(fā)生畸變,,使固溶體硬度和強度升高,,這種現(xiàn)象叫固溶強化現(xiàn)象。
/ _& X0 [: Y" _7 }% o+ C1.5化合物
1 f* i* y& k7 K2 H5 I, _, A+ ~* n合金組元間發(fā)生化合作用,,生成一種具有金屬性能的新的晶體固態(tài)結(jié)構(gòu),。
- X! A- ~8 Y% P A H4 S1.6機械混合物6 A' ~" B( k& Y$ t! f
由兩種晶體結(jié)構(gòu)而組成的合金組成物,雖然是兩面種晶體,,卻是一種組成成分,,具有獨立的機械性能。- p \. x. P+ @9 h7 e
2.1硬度
% F9 K" q7 h6 `7 }金屬的硬度,,是指金屬表面局部體積內(nèi)抵抗外物壓入而引起的塑性變形的抗力,,硬度越高表明金屬抵抗塑性變形的能力越強,,金屬產(chǎn)生塑性變形越困難。硬度試驗方法簡單易行,,又無損于零件,。實際常使用的硬度試驗方法有:布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度三種,。三種硬度試驗值有大致的換算關(guān)系,,見表一。
9 s, o! P& A, [: l布氏硬度HB:布氏硬度是用載荷為P的力把直接D的鋼球壓入金屬表面,,并保持一定的時間,,測量金屬表面上的壓痕直徑d,據(jù)此計算出的壓痕面積AB,,求出每單位面積所受力,,用作金屬的硬度值,叫布氏硬度,,記作HB,。布氏硬度的使用上限是HB450,適用于測定退火,、正火,、調(diào)質(zhì)鋼、鑄鐵及有色金屬的硬度,。
) ?# {7 I5 ~/ S+ y) x3 y- }! O2.1.1洛氏硬度HRA,、HRC:
% U9 M6 E- T: Y$ U- ~3 _洛氏硬度是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的硬度測量的方法,因為操作簡便,、迅速,,可以直接讀出硬度值,不損傷工件表面,,可測量的硬度范圍較寬,。但洛氏硬度也有一些缺點,如因壓痕小,,對材料有偏析及組織不均勻的情況,,測量結(jié)果分離度大,再現(xiàn)性較差,。洛氏硬度(HR)也是用壓痕的方式試驗硬度,。它是用測量凹陷深度來表示硬度值。洛氏硬度試驗用的壓頭分硬質(zhì)和軟質(zhì)兩種,。硬質(zhì)壓頭為頂角為120o的金剛石圓錐體,,使用于淬火鋼等硬的材料。HRA硬度有效范圍是>70,適用于硬質(zhì)合金,、表面淬火層及滲碳層;HRC硬度有效范圍是20-68(相當于HB230-700,HB450-700超出了布氏硬度的使用上限),,適用于淬火鋼及調(diào)質(zhì)鋼。0 H3 q. c, r" N# n* l# o) p
2.1.2洛氏硬度HRB; B t4 S9 I+ u7 }+ r! O: J& e2 Y- Z
洛氏硬度HRB的測量采用直徑1.588mm(1/16")的鋼球,,適用于退火鋼,、有色金屬等,硬度有效范圍是25-100(相當于HB60-230),。( w2 c3 Y! [ T8 U2 k, ]! i+ z
2.1.3維氏硬度HV
0 O& w# h* u7 V5 ?8 g! R/ J維氏硬度也是利用壓痕面積上單位應力作為硬度值計量,。維氏硬度所使用的壓頭是錐面夾角為136o的金剛石四方錐體。試驗時,,在載荷P的作用下,,在試樣試驗面上壓出一個正方形壓痕。測量壓痕兩對角線的平均長度d,,借以計算壓痕面積AV,,以P/AV的數(shù)值表示試樣的硬度,以HV表示,。維氏硬度的優(yōu)缺點:維氏硬度有一個連續(xù)一致的標度,;試驗負荷可任意選擇,所得的硬度值相同,。試驗時加載的壓力小,,壓入深度淺,對工件損傷小,。特別適用于測量零件的表面淬硬層及經(jīng)過表面化學處理的硬度,,精度比布氏、洛氏硬度精確,。但是維氏硬度的試驗操作較麻煩,,一般在生產(chǎn)上很少使用,多用于實驗室及科研方面,。7 U& g1 Y4 H5 e& T( U$ }/ [- p
3.金屬材料機械性能(或稱為力學性能) 金屬材料的機械性能是零件的設(shè)計和選材時的主要依據(jù),。外加載荷性質(zhì)不同(例如拉伸、壓縮,、扭轉(zhuǎn),、沖擊、循環(huán)載荷等),,對金屬材料要求的機械性能也將不同。常用的機械性能包括:強度,、塑性,、彈性、剛度、硬度,、沖擊韌性,、多次沖擊抗力和疲勞極限等。下面將分別討論各種機械性能,。
" x% Z3 S- v2 M7 }3.1強度
" ~7 Z3 j I% `) n" w0 r+ t強度是指金屬材料在靜荷作用下抵抗破壞(過量塑性變形或斷裂)的性能,。由于載荷的作用方式有拉伸、壓縮,、彎曲,、剪切等形式,所以強度也分為抗拉強度,、抗壓強度,、抗彎強度、抗剪強度等,。各種強度間常有一定的聯(lián)系,,使用中一般較多以抗拉強度作為最基本的強度指針。4 P5 Q% J6 c( \- w
3.2塑性6 p% h+ `( Y; S/ v- u
塑性是指金屬材料在載荷作用下,,產(chǎn)生塑性變形(永久變形)而不破壞的能力,。' A9 ^4 h- Q( T1 W6 r+ M) l
3.3疲勞% q' s; l. B; q( i0 H& }7 j' S
前面所討論的強度、塑性,、硬度都是金屬在靜載荷作用下的機械性能指針,。實際上,許多機器零件都是在循環(huán)載荷下工作的,,在這種條件下零件會產(chǎn)生疲勞,。
1 w6 ~' j& C+ A, Z& f. E沖擊韌性$ X# C* R" ]4 y' r) [# g
以很大速度作用于機件上的載荷稱為沖擊載荷,金屬在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力叫做沖擊韌性,。- Z' B3 [0 @0 p ]3 d( g
3.4彈性
3 c7 Y- `' G8 F) F金屬材料在外力作用下產(chǎn)生不永久變形的能力稱為彈性,。 ], \9 h5 U+ ]6 B6 [
3.5剛度- g; Q5 C; @" v
剛度是指金屬材料抵抗彈性變形的能力。在工程應用中絕大多數(shù)零件都在彈性狀態(tài)下工作,,工作過程中不允許有過多的彈性變形,。因此,對材料的剛度都有一定的要求,。
! P4 X3 Q$ m: P. d; v! r4. 鋼的分類 鋼是以鐵,、碳為主要成分的合金,它的含碳量一般小于2.11% ,。鋼是經(jīng)濟建設(shè)中極為重要的金屬材料,。
7 v9 U5 Z9 C5 [8 K: K按化學成分,分為碳素鋼(簡稱碳鋼)與合金鋼兩大類,。碳鋼是由生鐵冶煉獲得的合金,,除鐵、碳為其主要成分外,還含有少量的錳,、硅,、硫、磷等雜質(zhì),。碳鋼具有一定的機械性能,,又有良好的工藝性能,且價格低廉,。因此,,碳鋼獲得了廣泛的應用。但隨著現(xiàn)代工業(yè)與科學技術(shù)的迅速發(fā)展,,碳鋼的性能已不能完全滿足需要,,于是人們研制了各種合金鋼。合金鋼是在碳鋼基礎(chǔ)上,,有目的地加入某些元素(稱為合金元素)而得到的多元合金,。與碳鋼比,合金鋼的性能有顯著的提高,,故應用日益廣泛,。
8 {7 R4 `; X$ }* S) Z由于鋼材品種繁多,為了便于生產(chǎn),、保管,、選用與研究,必須對鋼材加以分類,。按鋼材的用途,、化學成分、質(zhì)量的不同,,可將鋼分為許多類:
+ w" ]* X. {) k4.1按用途分類
9 r; J0 V! j& U& [. O$ {按鋼材的用途可分為結(jié)構(gòu)鋼,、工具鋼、特殊性能鋼三大類,。: M( f% o/ O# F
4.1.1結(jié)構(gòu)鋼
, }* W; t! B1 t* W# b用作各種機器零件的鋼,,包括滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼,、彈簧鋼及滾動軸承鋼,。/ y8 t3 K" r. F$ A( W9 J
用作工程結(jié)構(gòu)的鋼,包括碳素鋼中的甲,、乙,、特類鋼及普通低合金鋼。# m+ m' v6 d% n# I# p/ t
4.1.2工具鋼! R& s* F5 O- l% ?+ O8 _ |& H. X
用來制造各種工具的鋼,。根據(jù)工具用途不同可分為刃具鋼,、模具鋼與量具鋼,。. _) e6 k) O# Q& H2 U* w
4.1.3特殊性能鋼
4 ]1 V8 c5 J2 O* C是具有特殊物理化學性能的鋼,�,?煞譃椴讳P鋼、耐熱鋼,、耐磨鋼,、磁鋼等。0 _% c7 P# ?6 e
4.2按化學成分分類
0 c" q* F: p# @& N* f ]* X按鋼材的化學成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類,。$ T* [/ R+ l6 j
4.2.1碳素鋼' h& T* u, J. S2 Q# j) A
按含碳量又可分為低碳鋼(含碳量≤0.25%),;中碳鋼(0.25%<含碳量<0.6%);高碳鋼(含碳量≥0.6%),。# l3 m! [! L; a$ B. I
合金鋼2 D2 ^* \& S) U* X7 C) ^4 {' v
按合金元素含量又可分為低合金鋼(合金元素總含量≤5%),;中合金鋼(合金元素總含量5%--10%);高合金鋼(合金元素總含量>10%),。此外,,根據(jù)鋼中所含主要合金元素種類不同,也可分為錳鋼,、鉻鋼,、鉻鎳鋼、鉻錳鈦鋼等,。
0 d; Z. g' Z# @4.3按質(zhì)量分類
& J" p* i# h8 O5 Y按鋼材中有害雜質(zhì)磷,、硫的含量可分為普通鋼(含磷量≤0.045%、含硫量≤0.055%,;或磷,、硫含量均≤0.050%);優(yōu)質(zhì)鋼(磷,、硫含量均≤0.040%),;高級優(yōu)質(zhì)鋼(含磷量≤0.035%、含硫量≤0.030%),。, }$ K8 i! G6 @8 L M
4.4按冶煉爐的種類
9 g1 V9 Y1 f/ W& o1 a將鋼分為平爐鋼(酸性平爐,、堿性平爐),空氣轉(zhuǎn)爐鋼(酸性轉(zhuǎn)爐,、堿性轉(zhuǎn)爐,、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐鋼)與電爐鋼。& @8 m% o/ a C& @6 G# @! w, p
4.5按冶煉時脫氧程度
+ L6 ?% @% K& v* H2 [2 Z Z( O8 C將鋼分為沸騰鋼(脫氧不完全),,鎮(zhèn)靜鋼(脫氧比較完全)及半鎮(zhèn)靜鋼,。* y: R4 j8 ~9 c0 W( S1 {4 }$ u
鋼廠在給鋼的產(chǎn)品命名時,往往將用途,、成分,、質(zhì)量這三種分類方法結(jié)合起來,。如將鋼稱為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,、碳素工具鋼,、高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼,、合金工具鋼等,。- X" N( [: z$ o5 H& m: d" k
5. 模具零件及其材料 模具由模架和模芯及相關(guān)配件組成,模架和配件由專業(yè)的廠家按常用的系列規(guī)格做好供選擇,,模具工廠一般只做模芯加工和裝配,。模具的各種不同主要是在模芯,針對不同形狀的產(chǎn)品,,模具設(shè)計人員把模芯設(shè)計成各種形式,,如:點進料、直進料,、潛進料,、滑塊、抽芯,、直頂出,、推板頂出、二次頂出,、熱流道,、氣體輔助等,其目的是為了能按產(chǎn)品設(shè)計要求成型和方便完整地脫出模具,,同時也要考慮到模芯在加工時的易加工性及模具使用的壽命,。
5 C$ Q( r0 I1 [* {6 ]5 B/ M模具各部分用的鋼材各有不同,模架一般用中碳鋼45#或50#,,配件用高碳鋼加熱處理,,模芯的鋼材用成分較復雜的合金鋼,有預硬鋼和熱處理鋼及鏡面鋼等,,其不同的國家用的牌號各不相同,,如:NAK80、718,、SKD61(日本)P20,、H13、(美國)2344,、2738(德國)S136,、8407(瑞士)等。
& H: I U; y6 w$ f( V7 x現(xiàn)在通常說模具質(zhì)量的好壞,,主要區(qū)別在模芯的加工精密程度和模具的反復使用壽命,,這又很大程度上依靠精密的加工設(shè)備和合理的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計,,當然模具的制造周期也是一個很重要的考慮因素,模具制造的周期因模芯的復雜性由30天到90天不等(在中國),,歐洲有的要120天到180天,。
h+ t: Z6 v7 Y6 Z1 ]2 \1 \4 j& c1 W德國在模具上現(xiàn)有的優(yōu)勢在設(shè)備精密、鋼材的優(yōu)良,,不足是勞動力成本高,,制造周期長,,中國的優(yōu)勢在勞動力成本低,,制造周期短,不足是設(shè)備不夠精良,,加工精密度相對較低,。1 r: Y* p% V$ q& ]8 k6 r: n2 D
5.1模具標準件材料
3 b% J3 `% W7 x5 O! Z4 Y模具標準件材料主要有SKD61、SKD61-F,、CH13,、SKS3、SKH51,、FDAC,、SUJ2(以上均為日本JIS標準)# |# e i( k$ R0 c$ i
5.2模具成型件材料
6 N1 F6 K& i2 n3 D2 g2 }7 [2 n: ^NAK80、718,、SKD61(日本)P20,、H13、(美國)2344,、2738(德國)S136,、8407(瑞士)等。( Q% C# r2 P- F" q8 ^) B
6.國內(nèi)外模具鋼材生產(chǎn)情況 6.1國產(chǎn)模具鋼材介紹:! u2 g: K2 H$ O5 h; o: t
國產(chǎn)塑料模具鋼 | | | | | | | | | | | | | 用于制造生產(chǎn)批量小,,模具載面積不大,,尺寸精度及表面粗糙度要求不高的塑料成形模具或模架
6 f; M4 _% H1 Y0 {; ` J | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 用于制造PVC等腐蝕性較強的塑料模具,透明塑膠及拋光性要求較高的塑料膜,。 | | | | | | 鋼的純度高,,具有良好的切削加工性能,制成工模具精度高,,永不變形,。較高的強韌性,適合做大型復雜模具,。 | | | | | |
國產(chǎn)冷作模具鋼 | | | | | | | 冷作模具鋼4 E" o0 e9 S* c8 f4 }) ]* }4 t4 Y
| T7A-T12A
/ q; A- Y3 N9 | | W1-7 W1-1.2C
; n2 {: C- M5 { I# q( m | SK7-SK2$ k/ m" t2 I6 U2 _: Q- C: j0 {4 J: C
| [size=9.0000pt] 5 }) z3 E* x. ?+ \1 U# D
| C70W1 C125W9 h, [9 Z' G/ k% o
| 形狀簡單小型工模具,,可選用此材,可保證高強度,,耐磨性,,足夠的韌性及耐用性,。
2 O, h4 ~6 H+ B) i3 ~9 p7 h | GCr15- x7 U4 G: q8 L, g, J6 c
| E52100
5 f( f* h, X( \. ^& `4 e# R | SUJ2
2 R, O/ K' ^% C8 P( m' a8 b' h | SKF3
2 R- ?% `& l* m | 100cr6) [' Q p4 w0 A0 I/ T1 P
| 60si2Mn
+ F3 F4 ?9 U' q ]7 v | [size=9.0000pt] / q6 X. n' _0 `3 R N2 C$ ]0 @$ \
| SUP62 O% Y& D7 E( T+ b
| [size=9.0000pt]
( x$ v. N* l6 m# O | 60si7
* e. L- \' B2 g8 S/ O | 16Mn( N( m0 x/ e+ w$ Z7 r/ n0 C
| [size=9.0000pt] " J$ y& ^; A) @( y( n
| [size=9.0000pt] ( V4 k3 E D. ?
| [size=9.0000pt]
8 Q; C# Y0 r b( s | [size=9.0000pt] $ N2 B- y X: U" k& p: B
| 電機軸* T7 _8 h6 A1 |& F; x3 Z% z9 k1 I" J
| CrWMn
% s, M; |3 W5 C( t% ?% G" a$ t% v | [size=9.0000pt]
( h5 u2 I! a) ]5 h9 u+ {6 Z- L7 ` | SKS317 g _3 l4 u% Q0 h0 }
| [size=9.0000pt] 3 S# d0 Q5 U) T/ m2 T$ m( k
| 105WCr6& m: ^& f- g8 n1 q
| 下料模、沖頭,、成形模,、搓絲板頂出桿及小型塑料壓模等。( Y, J6 B6 l B: @8 b6 }* y
| Cr12) S2 z5 s4 x) I$ \0 ^+ z
| D3
" g- |7 [9 a& b2 s/ K# u | SKD1
. t" `0 V/ n8 \0 m" w$ U1 A- C | [size=9.0000pt] ; j$ B$ Z# |$ B% A2 E
| X210Cr12
! A' A- E$ w* q4 m; ~3 N: p | 應用于小動載條件下要求高耐磨形狀簡單的拉伸和沖載模,。/ m! E# r$ _3 v" r
| Cr12MoV
' N! @$ l/ P9 ?$ x | [size=9.0000pt]
( D1 U6 u/ O- c | [size=9.0000pt] , n1 q1 d9 b8 Y' I( _
| [size=9.0000pt]
1 K1 P& b) W, a- Q/ V | X165CrMov12
5 F" y' U9 [' ^/ A; C& I$ v | 下料模,、沖頭、滾絲輪,、剪刀片,、冷鐓模、陶土模及熱固塑料成形模等,。
5 Y2 o) X% E! i, Y: ?8 A. j | Cr12Mo1V1
! t5 V& m& N; C' [D2
* R0 ]3 F4 k4 E4 @ | [size=9.0000pt]
; V- s) o" O0 A2 Y[size=9.0000pt] 0 W8 t# D3 t# ^3 ~
| SKD11
4 K$ }% G6 F! M6 U+ W | XW-42
/ c( g; L, [) H1 T6 t" M | X155CrVMo121
+ n& l8 ~' ?8 p1 r j | 重型落料模,、冷擠壓模、深拉伸模,、滾絲模,、剪刀片、冷鐓模,、陶土模等,。
" S4 p) n7 r, a- ^! M |
國產(chǎn)熱作模具鋼 | | | | | | | 熱作模具鋼( f" r0 g2 ? \" p* L
| 5CrMnMo
# |. D6 L. b8 ?' y | [size=9.0000pt] ) i. s+ g. c8 ]$ }! A) D
| [size=9.0000pt]
+ L# w( q, L# g | [size=9.0000pt] " b$ _& c/ Q# s# P# O4 d H# _' R
| [size=9.0000pt] . u u% b `8 e
| 用于制造形狀簡單,厚度小于250毫米的小型錘鍛模,。
: `8 j" d( U, f9 P | 5CrNiMo1 G+ N" D* Q U( H) F* u+ l, j- S
| L6' `1 g6 S4 J' X4 a, i
| [size=9.0000pt]
^4 D/ x, P8 Y4 L: v* F | [size=9.0000pt]
$ K! X. t; c5 a* |: r( g$ ^ | [size=9.0000pt]
; J8 Q' @ ^- K' M( p. K K | 用于制造商形狀簡單,,工作溫度一般,厚度在250~350毫米之間的中型熱錘鍛模塊,。
5 w! D: z/ L8 u! b6 ]) f | 5CrNiMoV4 h( s1 R% V u! y* v1 D, L) j
| [size=9.0000pt] . ]7 E5 k& s5 y$ N! L
| SKT43 P, I. ?+ @) L0 k4 u, u2 [% d
| [size=9.0000pt] ! {% P: z$ ^" U& t! w0 {. _0 O0 \
| 56CrNiMoV7/ |5 g' a( e: l+ ~
| 用于制造厚度>350毫米,,型腔復雜,受力載荷較大的大型錘鍛�,;蝈懺靿毫C熱鍛模,。
+ R8 P4 c, h! g3 O/ U V; f | 4Cr5MoSiV1
# u8 k: c; u1 g8 `( c | H13- K5 P8 u6 \* a, _# S9 t
| SKD61
6 ^4 i+ |) T2 `) E | 8407* P! v' ?+ Q7 B n9 B
| X40CrMoV51" m$ u: q/ m1 C0 R3 L
| 用于制造沖擊載荷較大,型腔復雜的長壽命錘鍛�,;蝈懺靿毫C用模具或鑲塊,;以及鋁合金擠壓模,鋁鎂鋅等金屬長壽命壓鑄模具,,部分高壽命高耐磨塑料模具,。
: ?* F! w0 q; T0 Z; |0 B( W | 5Cr2NiMovSi
! n' c* E- M4 s' d3 K+ p6 F7 W, C | [size=9.0000pt] - d! L+ W4 j3 c% d$ c3 _
| [size=9.0000pt] ( `/ y, Y- }, H0 R& J; `$ L' w
| [size=9.0000pt] , W- D( ?6 ?% ^9 o4 ]
| [size=9.0000pt] 0 K8 |/ _# ]) v+ T
| 用于鍛錘模具鋼具有良好的韌性,強度和耐磨性,,淬透性,,適用于制作工作。大面積復雜形狀,,承受沖擊負荷重的大,、中型,,錘鍛模用材,5CrNiMo,。5CrMnMo,、H13等熱模鋼1.5倍~2.5倍。- w7 V# }( g. Q$ |0 H+ f
| 55NiCrMoV65 s6 t; T* K& a" m! N8 D) L
| [size=9.0000pt] . ]( K+ s: T* \! x R, l6 [: p" v
| [size=9.0000pt] # Q: J; P3 Q1 s! n: ]1 y. C. P
| [size=9.0000pt]
f0 E5 z }) \; H( P" W4 n | 2713鋼9 l2 P4 ^, I3 o2 l4 v% E
| 45Cr2NiMoVSi: b$ H# O5 O- \
| [size=9.0000pt]
& N& g" s) K& D/ b7 ^% \ | [size=9.0000pt] ! |3 @* [9 _& W
| [size=9.0000pt] " _/ t8 d0 r% A: B! D
| [size=9.0000pt]
# m$ I9 l+ x( ?& l* L# Z x2 C |
T; R$ ?) I# a ?* k# D1 l6.2部分進口鋼材介紹:
' O& R; Z" Q- nHITACHI 鋼材
6 C# z& h b+ | t1 `[YSS]
- S! i b, S3 h+ O日立金屬所出產(chǎn)之安來鋼YSS,,是同精選之高純度的“真砂鐵礦砂”通過自創(chuàng)的“低溫還原法”精練,,成功創(chuàng)出YSS海棉鐵作為原鐵,令鋼中雜質(zhì)含量減到極少,。并使用高質(zhì)電熔爐及精密儀器提練,,所有練制步驟(如熱作、冷作,、熱處理)均經(jīng)嚴格控制,。高質(zhì)量之水平可在鋼材身上反映出來。
6 k" n3 D$ c0 k7 T我們并能為顧客生產(chǎn)特別要求之鋼材,,我們之品質(zhì)保證系統(tǒng)及技術(shù)支援服務使YSS鋼材在世界不同市場上贏取到極高之信譽。# U; m# o4 J" a3 X* ^+ \! _/ W9 y
[各項同性]
1 z. [5 r8 [# Y3 L. s- f u; @我們稱這新技術(shù)研究成果為“各向同性”鋼材,�,!案飨蛲浴惫ぞ咪摵涂伤苄凿撝Q是因其能減少縱向鍛煉間之機械性能差異,使其質(zhì)量更普通鋼材,。其所制造之產(chǎn)品,,均能達到更穩(wěn)定之機械特性及更長之使用壽命。故此,,這種新鋼材已得到曾經(jīng)使用過之客戶極高評價,。
9 @ B9 }3 z9 xHPM7新型預硬P20塑料模鋼 | | | | 切削性、焊接性優(yōu)越鋼材,;潔凈度高,,具有良好的鏡面精加工性能;嚴格挑選化學成分,,經(jīng)新技術(shù)特別提煉后,,能提高鋼材本質(zhì)延伸性、韌性,、及溶接性,、不易爆裂;大尺寸模具中心部位也同樣有相對硬度,。 | 因設(shè)計變硬,,而需要焊接頻繁模具;汽車部件如尾燈,、表盤,;家電如電視機體,、空調(diào)機殼和電話等;其它:大型日用品,、膠卷,、容器、導管等,。 |
HPM50卓越表面質(zhì)量P21塑料模具鋼 | | | | 最適用于鏡面拋光加工的預硬化鋼,;放電加工特性佳:經(jīng)處理后的表面非常好,可取代蝕花加工,、在進行放電(電火花)加工后,,表面硬度不會增加,可簡化其后的加工工序,;組織均勻,,最適用于精密蝕花加工;焊接性佳,,表面不會硬化,;韌性優(yōu)良,機械特性卓越,。 | 鏡面拋光模具:防塵蓋,、電視機濾光板、化妝品盒,、家電等,;精密皺紋加工模具:辦公室自動化設(shè)備、汽車零件等,。 |
HPM38高優(yōu)質(zhì)鏡面塑料模具鋼(420 ESR) | | | | 鏡面拋光特性極佳,;耐腐蝕性優(yōu)良的電渣重熔13鉻鉬不銹鋼,,不需鍍鉻,;熱處理變形極少,,是精密模具最佳選擇,;防銹性高,,不需擔心模具保管問題,;熱處理硬度可達HRC50-56,。 | 適用于透明,、熱固和耐熱樹脂用模具:如化妝品盒,、雷射碟片,、卡式錄音帶盒、各種鏡片,、醫(yī)療設(shè)備,、家電、食品容器等。 |
DAC特種熱壓合金模鋼(SKD 61) | | | | | 可抵受溶鋁,、鎂、鋅之腐蝕作用及熱度之急劇變動,。適宜制造鋁,、鎂、鋅合金壓鑄模熱或熱沖鑄工作及熱鉸刀,、軋刀,、鉸刀、切槽刀,、剪刀及熱鍛沖頭等,。 |
SLD高耐磨冷作工具鉻鋼(SLD 11) | | | | 高耐磨性的通用冷作模具鋼;淬火性佳,,熱處理變形少,。 | 此鋼易于車削,并宜制鋒利刀口,、剪刀,、圓鋸、冷或熱作修整模,、滾筒邊,、螺絲紋、線模,、銑刀、沖唧模,。圓形滾筒,,制電力變壓器心衡模、切割鋼皮軋刀,、鋼管成型滾筒,、特殊成型滾筒、精密規(guī),、形狀繁雜的冷壓工具,、心軸、冶金,、錫作模,、塑料模、螺釘頭模等,。 |
SGT不變形耐磨油鋼(SKS 3) | | | | 切削性優(yōu)異的通用冷模,。注意大型加工品的淬火唧鋼絲電火花加工。 | 此鋼熱處理后,具有不變形之特性,,適宜制造精密工具,、精密儀器、精密測定工具,,并宜制造鉸刀,、銑刀、滾筒,,冷作拉線模,、樣板樣模、沖孔器,、冷作切器,、剪刀、木用工具,、螺絲模,、手盤、各種沖模等,。 |
ACD37冷加工用工具鋼 | | | | 氣冷,、真空淬火鋼。改善了SGT的淬火性及鋼絲電火花加工件,。 | 此鋼熱處理后,,變形度極低,適宜制造高精密工具,、儀器,、摩打、各種刀具,、板金用模,、樣板等。 |
CENAI抗腐蝕性及易切削性塑料模具鋼(P21) | | | | 解決了模具腐蝕問題,;預硬度高達40HRC的易切削性模具鋼,;具有極優(yōu)良拋光,蝕紋及放電加工特性,。 | 重視鏡面,,蝕紋加工性、放電加工性的模具鋼,、辦公室自動化電器用品,、通信機器用品、家庭電器用品,、汽車用品,、化妝品盒,、重視長壽命的泛用模具鋼、食品容器,、橡膠模具,。 |
FDAC快削預硬壓鑄合金模鋼(SLD 61) | | | | 出廠硬度高達HRC40,在加工模后且不用熱處理可直接生產(chǎn),,增加含硫量令切削性更佳,。 | |
+ D. K" I7 y: ~) v+ S& J一勝百鋼材$ i$ Q4 d# n0 @: H5 F+ F" N/ }
一勝百之瑞典工廠生產(chǎn)的鋼材以其質(zhì)量享譽全球,,718模具鋼幾乎成了塑料模具最常用的型腔材料,最新生產(chǎn)的HOTVAR熱作鋼在HRC54-56時能適合在650攝氏度工作,。
4 p" d; w5 W2 N- x* x) n* B- W % D$ q* x8 g: R) g3 z
% _3 @) L& K" u1 u' p: O
| | 出廠[size=9.0000pt] `9 {' Z8 }3 `9 ]8 d0 M
硬度 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 高拋光度及高要求內(nèi)模件 ,適合PA,、POM,、PS、PE,、PP,、 ABS塑料 | | | | | 高純度,高鏡面度,,拋光性能好,、抗銹防酸能力極佳,熱處理變形少 | | | | | | | | | | 鏡面模及防酸性高,,可保證冷卻管道不受銹蝕,,適合PVC、PP,、EP,、PC、PMMA塑料,,食品工業(yè)機械構(gòu)件 | | | | | | 真空除氣制煉之合金鋼,純度高,,金相結(jié)構(gòu)均勻,,拋光容易 | | | | | | | | | | 有好的機械強度和可機加工性預硬鋼,用于冷作鋼支承板與支撐物,,塑料模架以及要求不高的型腔和型芯,。 | | | | 性能優(yōu)越的熱作鋼。優(yōu)秀的韌性和抗龜裂 | | | | | | | | | | 適宜作壓鑄模和其他熱作模[size=9.0000pt]5 t' s! }, ?; M
具,。另外,,是多用途的有很好的抗磨損性,可拋光性和成型性的模具鋼。 | | | | | | | | | | | | | | |
日本大同優(yōu)質(zhì)鋼材 [size=9.0000pt] [size=9.0000pt] [size=9.0000pt] | DAIDO 大同 | JIS 日本 | GB/YB 中國 | DIN 德國 | ALSL 美國 | [size=9.0000pt] 主要用途 [size=9.0000pt] | 塑 料 模 具 鋼 | PXZ | —— | —— | —— | —— | 通用大型蝕花模具。汽車保險杠,。儀表面板,。家電外殼。浴槽 | PX4 | —— | —— | —— | P20 | 量產(chǎn)用大型鏡面模具,。汽車尾燈,。鏡殼。前擋板,。透明膠片等 | PX5 | —— | —— | —— | P20 | NAK55 | —— | —— | —— | —— | 高精度鏡面模具,。。攝相機,。音響,。化妝容器,。 透明罩,。透明膠片等 | NAK80 | —— | —— | —— | —— | S-STAR | SUS420J2 | 3CR13 | X40CR13 | 420 | 超鏡面抗蝕精密模具。照相機部件,。激光唱片,。表殼 | G-STAR | —— | —— | X36CRMO17 | —— | 耐蝕模胚用 | 冷 作 模 具 鋼 | YX30 | SKS93 | —— | —— | 02 | 沖壓模。量規(guī),。裁紙刀,。輔助工具。拉模,。穿孔沖頭 | GOA | SKS3 | 9CRWMN | —— | 01 | DC11 | SKD11 | CR12MOV | X165CRMOV12 | D2 | 沖壓模,。冷作成型模。冷拉模,。成型扎輪,。沖頭 | DC53 | SKDII | ——— | —— | D2 | 熱 作 模 具 鋼 | DHA1 | SKD61 | 4CR5MOSIV1 | X40CRMOV51 | H13 | 壓鑄模。壓鑄模關(guān)連部件,。熱擠壓模,。熱剪切刀片 | DH21 | —— | —— | —— | — | 長壽命壓鑄模 | DH31-S | —— | —— | —— | — | 大型壓鑄模 | DH2F | —— | —— | —— | — | 壓鑄模。塑料模 | DH42 | —— | —— | —— | — | 鋼合金壓鑄模,。銅熱擠壓模 | GFA | SKT4 | 5CRNIMO | 55NICRMOV6 | L6 | 煅造模,。擠壓工具。煅錘,。剪切刀片 | 高 速 工 具 鋼 | MH51 | SKH51 | W6MO5CR4V2 | S-6-5-2 | M2 | 鉆頭,。絞刀,。絲錐。沖頭 | MH55 | SKH55 | W6MO5CR4V2CO5 | S-6-5-2-5 | M36 | 滾刀,。拉刀,。端銑刀 | MH8 | SKH57 | —— | —— | —— | 難切削用車刀。端銑刀 | DEX20 | —— | [size=9.0000pt] | —— | —— | 沖壓模,。模具部件,。刀具。鉆頭,。絲錐,。切齒工具 | DEX40 | —— | —— | —— | —— | 拉刀。端銑刀,。切齒工具,。各種刀具。模具部件,。冷扎輪 | . m4 R! a1 x4 c0 S. y! v% r
3 n6 S/ g$ j7 D
3 s- H; C; g3 `; z" D( \
0 Q0 \, w/ W* Z( E% R' I+ G6 u/ [6 g 7.模具選材原則 7.1滿足工作條件要求
5 d1 D2 w* |, i7.1.1耐磨性
4 \! f& r- V, E# Y( C, A4 ~8 o9 F坯料在模具型腔中塑性變形時,,沿型腔表面既流動又滑動,使型腔表面與坯料間產(chǎn)生劇烈的摩擦,,從而導致模具因磨損而失效,。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一,。7 T" \% [" [- U; U7 J$ ?/ p! _
硬度是影響耐磨性的主要因素,。一般情況下,模具零件的硬度越高,,磨損量越小,,耐磨性也越好。另外,,耐磨性還與材料有關(guān),。9 m; f$ L" M) t5 m
7.1.2強韌性1 E0 C. p0 d" x* t7 G
模具的工作條件大多十分惡劣,有些常承受較大的沖擊負荷,,從而導致脆性斷裂,。為防止模具零件在工作時突然脆斷,模具要具有較高的強度和韌性,。6 q7 V8 u/ \ A: r" @7 x' D2 E
模具的韌性主要取決于材料的含碳量,、晶粒度及組織狀態(tài)。
. o" A/ E; D7 B+ a- d7.1.3疲勞斷裂性能+ ?1 c0 w+ ? d) c! l& Y
模具工作過程中,,在循環(huán)應力的長期作用下,往往導致疲勞斷裂,。其形式有小能量多次沖擊疲勞斷裂,、拉伸疲勞斷裂接觸疲勞斷裂及彎曲疲勞斷裂,。
- ^& A, o: u# F& Y* ?. k" e模具的疲勞斷裂性能主要取決于其強度、韌性,、硬度,、以及材料中夾雜物的含量。( q; d- `! ~) V- s/ W! ^7 o6 D$ K
7.1.4高溫性能& y% j7 s1 U+ `- H
當模具的工作溫度較高進,,會使硬度和強度下降,,導致模具早期磨損或產(chǎn)生塑性變形而失效。因此,,模具材料應具有較高的抗回火穩(wěn)定性,,以保證模具在工作溫度下,具有較高的硬度和強度
|8 K6 }( v8 M+ i- M7.1.5耐冷熱疲勞性能
& N) a' a1 A1 J" [- m有些模具在工作過程中處于反復加熱和冷卻的狀態(tài),,使型腔表面受拉,、壓力變應力的作用,引起表面龜裂和剝落,,增大摩擦力,,阻礙塑性變形,降低了尺寸精度,,從而導致模具失效,。冷熱疲勞是熱作模具失效的主要形式之一,幫這類模具應具有較高的耐冷熱疲勞性能,。' n2 @& R# j/ [% ]; e
7.1.6耐蝕性7 ]& i* C) h4 E& N8 m; S
有些模具如塑料模在工作時,,由于塑料中存在氯、氟等元素,,受熱后分解析出HCI,、HF等強侵蝕性氣體,侵蝕模具型腔表面,,加大其表面粗糙度,,加劇磨損失效。
. q- r' ]! [# R) f( l. _滿足工藝性能要求5 R# R6 B; T9 r8 C; i8 |4 E; l4 n/ c
模具的制造一般都要經(jīng)過鍛造,、切削加工,、熱處理等幾道工序。為保證模具的制造質(zhì)量,,降低生產(chǎn)成本,,其材料應具有良好的可鍛性、切削加工性,、淬硬性,、淬透性及可磨削性;還應具有小的氧化,、脫碳敏感性和淬火變形開裂傾向,。
- y2 k! w* B& K" _) @' m7.1.7可鍛性& t. s% Y' K; B9 A0 x- d% M
具有較低的熱鍛變形抗力,,塑性好,鍛造溫度范圍寬,,鍛裂冷裂及析出網(wǎng)狀碳化物傾向低,。" \1 M6 U; k' `2 G! a9 y# p5 M
7.1.8退火工藝性
/ d6 f: d' @& ? }) H. |球化退火溫度范圍寬,退火硬度低且波動范圍小,,球化率高,。& V0 J* i A% e5 l# P) y
7.1.9切削加工性' G7 H8 [5 u6 T @* R9 h
切削用量大,刀具損耗低,,加工表面粗糙度低,。/ s+ W+ i$ r4 ?" A1 Q% g
7.1.10氧化、脫碳敏感性
; b6 m2 b; ?8 ]: i6 b0 {高溫加熱時抗氧化性能好,,脫碳速度慢,,對加熱介質(zhì)不敏感,產(chǎn)生麻點傾向小,。2 g& h: R7 x4 |9 u9 x
7.1.11淬硬性
. U' ~6 y* i8 P' R4 M0 P% o淬火后具有均勻而高的表面硬度,。- W. |6 J9 B, o; Y) W. I
7.1.12淬透性3 T5 {3 r0 Y1 _; d5 ?, p$ q
淬火后能獲得較深的淬硬層,采用緩和的淬火介質(zhì)就能淬硬,。0 c0 [1 T/ T% y4 b7 T2 V% a0 O9 q
7.1.13淬火變形開裂傾向4 Z$ I* G& \' j
常規(guī)淬火體積變化小,,形狀翹曲、畸變輕微,,異常變形傾向低,。常規(guī)淬火開裂敏感性低,對淬火溫度及工件形狀不敏感,。/ H; s1 R. G) r& t
7.1.14可磨削性' ]7 R1 \- A% N& Z0 j
砂輪相對損耗小,,無燒傷極限磨削用量大,對砂輪質(zhì)量及冷卻條件不敏感,,不易發(fā)生磨傷及磨削裂紋,。
2 D7 x) T% C* G& f; w% C$ o6 I7.2滿足經(jīng)濟性要求
( B6 O+ ]* ~( V在模具選材時,必須考慮經(jīng)濟性這一原則,,盡可能地降低制造成本,。因此,在滿足使用性能的前提下,,首先選用價格較低的,,能用碳鋼就不用合金鋼,能用國產(chǎn)材料就不用進口材料,。/ j# u, B s2 }- g
另外,,在選材時還應考慮市場的生產(chǎn)和供應情況,所選鋼種應盡量少而集中,易購買,。
; l5 B9 T' C3 A/ ~% m8.常用熱處理方法 8.1退火
1 O( Y0 Q# N" u' T* o將鋼材加熱到一定溫度,,保溫一段時間后,隨爐緩慢冷卻(或埋在砂中或石灰中冷卻)至500度以下在空氣中冷卻的熱處理工藝,。
4 x; ]4 o1 b; f% |8.1.1完全退火和等溫退火+ `; X% ]! y2 P* k) ]2 ~4 w
完全退火又稱重結(jié)晶退火,一般簡稱為退火,,這種退火主要用于亞共析成分的各種碳鋼和合金鋼的鑄,,鍛件及熱軋型材,有時也用于焊接結(jié)構(gòu),。一般常作為一些不重工件的最終熱處理,,或作為某些工件的預先熱處理。. a6 }7 r r3 U% [( k
8.1.2球化退火' C6 H b' U8 @. K4 F2 Y! e6 ^
球化退火主要用于過共析的碳鋼及合金工具鋼(如制造刃具,,量具,,模具所用的鋼種)。其主要目的在于降低硬度,,改善切削加工性,,并為以后淬火作好準備。. f4 d0 G$ Z5 D# G& P* [2 `* \
8.1.3去應力退火
, w6 J) |, M) D0 u3 w" a8 f去應力退火又稱低溫退火(或高溫回火),,這種退火主要用來消除鑄件,,鍛件,焊接件,,熱軋件,,冷拉件等的殘余應力。如果這些應力不予消除,,將會引起鋼件在一定時間以后,,或在隨后的切削加工過程中產(chǎn)生變形或裂紋。8 J& `: q" ~8 V' m* ?
8.2淬火
% k2 e+ j$ B2 ^將鋼材加熱到一定溫度,,保溫一段時間后,,在一定介質(zhì)(水、油等)中冷卻的熱處理工藝,。( m, f, d, E& X
淬火時,,最常用的冷卻介質(zhì)是鹽水,水和油,。鹽水淬火的工件,,容易得到高的硬度和光潔的表面,不容易產(chǎn)生淬不硬的軟點,,但卻易使工件變形嚴重,,甚至發(fā)生開裂。而用油作淬火介質(zhì)只適用于過冷奧氏體的穩(wěn)定性比較大的一些合金鋼或小尺寸的碳鋼工件的淬火。
2 s4 i2 N' S! P/ n3 ~& A8.3正火/ o m1 `3 j/ P/ v, ]6 K
將鋼材或鋼件加熱到一定溫度以上,,保持一定時間后在空氣中冷卻的熱處理工藝,。) z6 O; u8 K+ `; k ?
8.4回火
x E( p9 M* |, E- s& ?- D% r將經(jīng)過淬火的工件加熱到臨界點AC1以下的適當溫度保持一定時間,隨后用符合要求的方法冷卻,,以獲得所需要的組織和性能的熱處理工藝,。
% p' x ~; I# b7 `3 O$ I, ^7 E$ c0 G9 F% b8.4.1低溫回火(150-250度)
! `" g7 |. x+ N3 P* A2 {$ ]/ z低溫回火其目的是在保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性的前提下,降低其淬火內(nèi)應力和脆性,,以免使用時崩裂或過早損壞,。它主要用于各種高碳的切削刃具,量具,,冷沖模具,,滾動軸承以及滲碳件等,回火后硬度一般為HRC58-64,。
5 i8 y* O. m8 j. y# Q2 X8.4.2中溫回火(350-500度)
- E" `, p8 w P. Z! C L中溫回火其目的是獲得高的屈服強度,,彈性極限和較高的韌性。因此,,它主要用于各種彈簧和熱作模具的處理,,回火后硬度一般為HRC35-50。! A4 F$ F H, _* Y# h6 f
8.4.3高溫回火(500-650度)
5 T- I- L) x8 i高溫回火習慣上將淬火加高溫回火相結(jié)合的熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理,,其目的是獲得強度,,硬度和塑性,韌性都較好的綜合機械性能,。因此,,廣泛用于汽車,拖拉機,,機床等的重要結(jié)構(gòu)零件,,如連桿,螺栓,,齒輪及軸類,。回火后硬度一般為HB200-330,。( n/ J% e7 \% P+ `
鋼回火的目的:1. 降低脆性,,消除或減少內(nèi)應力,鋼件淬火后存在很大內(nèi)應力和脆性,,如不及時回火往往會使鋼件發(fā)生變形甚至開裂,。2. 獲得工件所要求的機械性能,工件經(jīng)淬火后硬度高而脆性大,,為了滿足各種工件的不同性能的要求,,可以通過適當回火的配合來調(diào)整硬度,減小脆性,得到所需要的韌性,,塑性,。3. 穩(wěn)定工件尺寸 4. 對于退火難以軟化的某些合金鋼,在淬火(或正火)后常采用高溫回火,,使鋼中碳化物適當聚集,,將硬度降低,以利切削加工,。* O7 W; ?0 X# P# U
8.5時效
4 I( K5 x8 n% S" {& n. o合金經(jīng)熱處理后,,在室溫放置或稍高于室溫保持時,其性能隨時間而變化的現(xiàn)象,。
. [! c6 v: s, A. a9 K0 `% p0 ~+ z; U8.6鋼的碳氮共滲4 U1 S: \+ r m1 R3 F4 }2 k& M( r3 L
碳氮共滲是向鋼的表層同時滲入碳和氮的過程。習慣上碳氮共滲又稱為氰化,,目前以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲(即氣體軟氮化)應用較為廣泛,。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度,耐磨性和疲勞強度,。低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主,,其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。
1 y# @. d+ R/ ], @8.7氮化(氣體氮化)
6 h: b0 Y5 e* Z" I+ U氮化是向鋼的表面層滲入氮原子的過程,,其目的是提高表面硬度和耐磨性,,以及提高疲勞強度和抗腐蝕性。
- g# u- A4 g: h+ [9 I& b ^9 m它是利用氨氣在加熱時分解出活性氮原子,,被鋼吸收后在其表面形成氮化層,,同時向心部擴散。3 `1 I) k& \1 ` M& }3 I
氮化通常利用專門設(shè)備或井式滲碳爐來進行,。適用于各種高速傳動精密齒輪,、機床主軸(如鏜桿、磨床主軸),,高速柴油機曲軸,、閥門等。
$ P% y& Y1 G }# o: p+ d$ Q氮化工件工藝路線:鍛造-退火-粗加工-調(diào)質(zhì)-精加工-除應力-粗磨-氮化-精磨或研磨,。* @8 |" w. O+ x0 l
由于氮化層薄,,并且較脆,因此要求有較高強度的心部組織,,所以要先進行調(diào)質(zhì)熱處理,,獲得回火索氏體,提高心部機械性能和氮化層質(zhì)量,。
$ o& N6 w& P. h$ {: q( D1 X- u鋼在氮化后,,不再需要進行淬火便具有很高的表面硬度大于HV850,耐磨性好。氮化處理溫度低,變形很小,,它與滲碳,、感應表面淬火相比,變形小得多,。+ r( Q' ]- M+ y2 m7 C
8.9調(diào)質(zhì)處理
( W; a; |# }& Q" _# D( f: v/ X1 C一般習慣將淬火加高溫回火相結(jié)合的熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理,。調(diào)質(zhì)處理廣泛應用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件,特別是那些在交變負荷下工作的連桿,、螺栓,、齒輪及軸類等。調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體組織,,它的機械性能均比相同硬度的正火索氏體組織為優(yōu),。它的硬度取決于高溫回火溫度并與鋼的回火穩(wěn)定性和工件截面尺寸有關(guān),一般在HB200—350之間,。4 e: _. i' x5 m6 Z& A F
8.模具熱處理發(fā)展趨勢 模具熱處理是保證模具性能的重要工藝過程,。它對模具的如下性能有著直接的影響。
' F/ T3 r! l4 c模具的制造精度:組織轉(zhuǎn)變不均勻,、不徹底及熱處理形成的殘余應力過大造成模具在熱處理后的加工,、裝配和模具使用過程中的變形,從而降低模具的精度,,甚至報廢,。
9 W- z$ y. w$ z! T3 `) o+ j8 k模具的強度:熱處理工藝制定不當、熱處理操作不規(guī)范或熱處理設(shè)備狀態(tài)不完好,,造成被處理模具強度(硬度)達不到設(shè)計要求,。
' S; H2 Q0 s8 |+ c# [6 }模具的工作壽命:熱處理造成的組織結(jié)構(gòu)不合理、晶粒度超標等,,導致主要性能如模具的韌性,、冷熱疲勞性能、抗磨損性能等下降,,影響模具的工作壽命,。4 ~+ v# p) T6 l8 F( n0 @5 a8 ?
模具的制造成本:作為模具制造過程的中間環(huán)節(jié)或最終工序,熱處理造成的開裂,、變形超差及性能超差,,大多數(shù)情況下會使模具報廢,即使通過修補仍可繼續(xù)使用,,也會增加工時,,延長交貨期,提高模具的制造成本,。" F) |& l! u1 J
正是熱處理技術(shù)與模具質(zhì)量有十分密切的關(guān)聯(lián)性,,使得這二種技術(shù)在現(xiàn)代化的進程中,,相互促進,共同提高,。20世紀80年代以來,,國際模具熱處理技術(shù)發(fā)展較快的領(lǐng)域是真空熱處理技術(shù)、模具的表面強化技術(shù)和模具材料的預硬化技術(shù),。
8 U, I6 L# e( b( h/ ^8.1模具的真空熱處理技術(shù)
5 B8 u& B5 N% O9 n: A, }1 I真空熱處理技術(shù)是近些年發(fā)展起來的一種新型的熱處理技術(shù),,它所具備的特點,正是模具制造中所迫切需要的,,比如防止加熱氧化和不脫碳,、真空脫氣或除氣,消除氫脆,,從而提高材料(零件)的塑性,、韌性和疲勞強度。真空加熱緩慢,、零件內(nèi)外溫差較小等因素,,決定了真空熱處理工藝造成的零件變形小等。
2 |- H: _: X" X; c0 W按采用的冷卻介質(zhì)不同,,真空淬火可分為真空油冷淬火、真空氣冷淬火,、真空水冷淬火和真空硝鹽等溫淬火,。模具真空熱處理中主要應用的是真空油冷淬火、真空氣冷淬火和真空回火,。為保持工件(如模具)真空加熱的優(yōu)良特性,,冷卻劑和冷卻工藝的選擇及制定非常重要,模具淬火過程主要采用油冷和氣冷,。
/ w! o8 |/ \3 I3 Q對于熱處理后不再進行機械加工的模具工作面,,淬火后盡可能采用真空回火,特別是真空淬火的工件(模具),,它可以提高與表面質(zhì)量相關(guān)的機械性能,,如疲勞性能、表面光亮度,、耐腐蝕性等,。
4 p, m5 s' c4 ]; ?& V+ x- G2 _4 Q! u熱處理過程的計算機模擬技術(shù)(包括組織模擬和性能預測技術(shù))的成功開發(fā)和應用,使得模具的智能化熱處理成為可能,。由于模具生產(chǎn)的小批量(甚至是單件),、多品種的特性,以及對熱處理性能要求高和不允許出現(xiàn)廢品的特點,,又使得模具的智能化熱處理成為必須,。模具的智能化熱處理包括:明確模具的結(jié)構(gòu),、用材、熱處理性能要求,;模具加熱過程溫度場,、應力場分布的計算機模擬;模具冷卻過程溫度場,、相變過程和應力場分布的計算機模擬,;加熱和冷卻工藝過程的仿真;淬火工藝的制定,;熱處理設(shè)備的自動化控制技術(shù),。國外工業(yè)發(fā)達國家,如美國,、日本等,,在真空高壓氣淬方面,已經(jīng)開展了這方面的技術(shù)研發(fā),,主要針對目標也是模具,。
# x+ i+ f8 o/ d# h+ ^! a) F2 ~. I3 I8.2模具的表面處理技術(shù), l/ u/ D; Z, w0 z
模具在工作中除了要求基體具有足夠高的強度和韌性的合理配合外,其表面性能對模具的工作性能和使用壽命至關(guān)重要,。這些表面性能指:耐磨損性能,、耐腐蝕性能、摩擦系數(shù),、疲勞性能等,。這些性能的改善,單純依賴基體材料的改進和提高是非常有限的,,也是不經(jīng)濟的,,而通過表面處理技術(shù),往往可以收到事半功倍的效果,,這也正是表面處理技術(shù)得到迅速發(fā)展的原因,。/ _1 p5 x% k9 `( x2 ?/ m$ i8 @
模具的表面處理技術(shù),是通過表面涂覆,、表面改性或復合處理技術(shù),,改變模具表面的形態(tài)、化學成分,、組織結(jié)構(gòu)和應力狀態(tài),,以獲得所需表面性能的系統(tǒng)工程。從表面處理的方式上,,又可分為:化學方法,、物理方法、物理化學方法和機械方法,。雖然旨在提高模具表面性能新的處理技術(shù)不斷涌現(xiàn),,但在模具制造中應用較多的主要是滲氮,、滲碳和硬化膜沉積。
5 v: D7 x4 r; }3 b: I* e6 _' h滲氮工藝有氣體滲氮,、離子滲氮,、液體滲氮等方式,每一種滲氮方式中,,都有若干種滲氮技術(shù),,可以適應不同鋼種不同工件的要求。由于滲氮技術(shù)可形成優(yōu)良性能的表面,,并且滲氮工藝與模具鋼的淬火工藝有良好的協(xié)調(diào)性,,同時滲氮溫度低,滲氮后不需激烈冷卻,,模具的變形極小,,因此模具的表面強化是采用滲氮技術(shù)較早,也是應用最廣泛的,。
1 o0 ^" {. [( y( F模具滲碳的目的,,主要是為了提高模具的整體強韌性,即模具的工作表面具有高的強度和耐磨性,,由此引入的技術(shù)思路是,,用較低級的材料,即通過滲碳淬火來代替較高級別的材料,,從而降低制造成本,。
' A& o0 W5 J& p. F硬化膜沉積技術(shù)目前較成熟的是CVD、PVD,。為了增加膜層工件表面的結(jié)合強度,現(xiàn)在發(fā)展了多種增強型CVD,、PVD技術(shù),。硬化膜沉積技術(shù)最早在工具(刀具、刃具,、量具等)上應用,,效果極佳,多種刀具已將涂覆硬化膜作為標準工藝,。模具自上個世紀80年代開始采用涂覆硬化膜技術(shù),。目前的技術(shù)條件下,硬化膜沉積技術(shù)(主要是設(shè)備)的成本較高,,仍然只在一些精密,、長壽命模具上應用,如果采用建立熱處理中心的方式,,則涂覆硬化膜的成本會大大降低,,更多的模具如果采用這一技術(shù),,可以整體提高我國的模具制造水平。
6 w" Z6 q. e; V' J# b0 X8.3模具材料的預硬化技術(shù)
8 o6 H& v' u( D! ~+ w$ Y! t% g模具在制造過程中進行熱處理是絕大多數(shù)模具長時間沿用的一種工藝,,自上個世紀70年代開始,,國際上就提出預硬化的想法,但由于加工機床剛度和切削刀具的制約,,預硬化的硬度無法達到模具的使用硬度,,所以預硬化技術(shù)的研發(fā)投入不大。隨著加工機床和切削刀具性能的提高,,模具材料的預硬化技術(shù)開發(fā)速度加快,,到上個世紀80年代,國際上工業(yè)發(fā)達國家在塑料模用材上使用預硬化模塊的比例已達到30%(目前在60%以上),。我國在上世紀90年代中后期開始采用預硬化模塊(主要用國外進口產(chǎn)品),。4 f4 L( H& ~& _; ]
模具材料的預硬化技術(shù)主要在模具材料生產(chǎn)廠家開發(fā)和實施。通過調(diào)整鋼的化學成分和配備相應的熱處理設(shè)備,,可以大批量生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的預硬化模塊,。我國在模具材料的預硬化技術(shù)方面,起步晚,,規(guī)模小,,目前還不能滿足國內(nèi)模具制造的要求。/ b8 f2 I) i# D$ o. {
采用預硬化模具材料,,可以簡化模具制造工藝,,縮短模具的制造周期,提高模具的制造精度,�,?梢灶A見,隨著加工技術(shù)的進步,,預硬化模具材料會用于更多的模具類型,。
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