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高质量模具钢必须符合哪些标准?
发布时间:2021-06-19 11:00
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    苏州东锜公司下属业务部、热处理部、机加工部,财务部、运输部、仓储部(自备货厂、吊车、行车、自 动激光切割、半成品),免费为用户提供装卸一条龙服务。多年以来,东锜模具钢产品与周到服务都深受广大模具厂商所认可,亦为国内模具钢材同行所瞩目,是苏州模具行业协会成员单位与江苏省模具工业协会成员单位。欢迎新老客户来电垂询,来厂参观。

  

  

高质量模具钢必须符合哪些标准?

  

    高质量模具钢必须符合哪些标准?

  

    随着社会经济的发展,各行业突飞猛进,模具钢行业也日益崛起。目前,中国高度依赖进口高质量模具。造成这种情况的主要原因不是我们优质钢的炼钢水平,而是没有意识到整个模具钢质量的提高是一个系统的控制过程。接下来,我们将与您分享高质量的模具钢必须符合哪些标准。

  

    1.模具钢的工作性能要sus630材质是否耐高温求

  

    ①硬度

  

    模具在工作过程中的应力状态是复杂的。比如热作模具通常在交换温度场下承受交变应力,所以要有良好的抗软化或塑性变形能力,在长期工作环境下仍能保持模具的形状和尺寸精度。硬度是模具钢的基本性能之一。冷加工模具的硬度一般选择在58HRC以上,而热加工模具的硬度,尤其是那些要求高抗热疲劳性的模具,通常在45HRC左右。常用的塑料模具,一般硬度在35HRC左右。

  

    ②强度和韧性

  

    在零件成形过程中,模具承受着巨大的冲击、变形等载荷。特别是随着现代高速冲压、高速精锻、液态成形和一次成形技术的发展,模具承受的载荷越来越大,往往会由于钢材的强度和韧性不足而导致早期失效,造成型腔边缘或局部塌陷、边缘塌陷或断裂。因此,模具热处理后应具有较高的硬度和韧性。

  

    ③耐磨性

  

    零件成形时,材料与模腔表面的相对运动导致模腔表面磨损,使模具的尺寸精度、形状和表面粗糙度发生变化而失效。磨损是一个复杂的过程,影响因素很多,不仅取决于作用在模具上的外部条件,还取决于所用钢的化学成分不均匀性、显微组织和机械性能。

  

    ④疲劳性能

  

    模具工作时,承受机械冲击和热冲击的交变应力。在热作模具的工作过程中,热交变应力明显导致模具热裂。应力和温度梯度引起的裂纹往往在型腔表面形成浅而薄的裂纹,其快速扩展和扩展导致模具失效。另外,钢的化学成分和显微组织的不均匀,钢中非金属夹杂物、气孔、微裂纹等冶金缺陷都会导致钢的疲劳强度降低,因为在交变应力的作用下,疲劳裂纹首先出现在这些薄弱区域,发展为疲劳破坏。

  

    ⑤附着力

  

    由于两个金属原子的相互作用或单相扩散,一些被加工的金属经常粘附在刀具和模具的表面,特别是一些刀具、剪切工具和冲压工具的表面会粘附或sus630钢材元素成份结疤,影响切削刃的锋利度和局部组织及化学成分的变化,导致切削刃局部开裂或粘附金属脱落划伤模具,从而使工件表面粗糙。

  

    因此,良好的抗粘连性也很重要。

  

    ⑥抛光和蚀刻性能

  

    随着模具,尤其是塑料模具的广泛使用,需要有较低的表面粗糙度值(有时甚至是镜面的度数),影响模具的寿命和生产效率,影响产品的质量。高表面质量可以减少腐蚀(尤其是局部点蚀);为了降低开裂的风险,抛光钢的化学成分、显微组织、硬度和碳化物分布必须均匀。大的碳化物,尤其是当它们被隔离和带状化时,对表面抛光***其有害。特别重要的是,钢不应含有大的氧化物夹杂物或不变形的偏析,因此必须严格控制冶炼和脱氧工艺。真空电弧重熔和电渣重熔效果较好,该工艺已成为目前高档塑料模具钢的主要生产方式。即使简单的真空脱气也有助于消除大的氧化物夹杂物。这些熔炼工艺不仅可以降低氧化物的含量,还可以使它们更细、更均匀。同时可以控制冶炼和脱氧工艺,改变夹杂物的种类使其软化,具有更好的塑性韧性,提高抛光性能。

  

    钢中任何未封闭的空洞都会影响其抛光性能,因此需要在热加工中压缩气孔等冶金缺陷,保持组织致密,这可以通过现代成形技术来实现。如反复镦拔技术、旋锻技术、高温等静压等可以细化原始铸态组织和枝晶空洞。电渣重熔和真空电弧重熔精炼工艺也非常有利于钢材的均匀性。对于热处理或表面硬化造成的缺陷,应尽量避免硬度不均匀的脱碳。模具大师微信:这些措施,加上合理的成分设计和控制,可以生产出镜面加工性能优异的钢材。

  

    此外,根据模具工作条件和环境的不同,应考虑使用的模具钢应具有良好的导热性、耐腐蚀性、抗氧化性和导磁率。

  

    2.模具钢的工艺性能要求

  

    1)可加工性

  

    钢的可加工性主要包括可加工性和冷热塑性变形,这取决于化学成分、热处理后的显微组sus630用什么代替织和冶金生产的内在质量。近年来,为了改善钢的可加工性,在一些钢中加入易切削元素或改变钢中夹杂物的分布状态,从而提高模具钢的表面质量,减少模具的磨损。在热加工过程中,改善某些高碳高合金模具钢的碳化物形状和分布、晶粒尺寸和奥氏体合金化程度是非常重要的。

  

    除了良好的切削加工性外,还应具有良好的电加工性、冲压和模具车削加工性等。

  

    2)淬透性和硬化能力

  

    根据不同的工作条件,模具对这两种性能的要求是不同的。对于要求断面硬度均匀性高的模具,如锤锻模具钢,具有高淬透性更重要,而对于只要求高硬度的小模具,如冲裁模具钢,具有高淬透性更重要。

  

    3)热处理变形能力

  

    热处理时,模具零件应变形小,各方向变化相似,结构稳定。淬火变形小,除了淬火温度、时间和冷却介质等因素外,主要取决于钢的成分均匀性、冶金质量和组织稳定性。

  

    4)脱碳敏感性

  

    锻、退火或淬火模具钢在无保护气氛下加热时,其表面会出现氧化、脱碳等缺陷,从而降低模具的耐久性。

  

    脱碳不仅与热处理工艺和设备有关,还取决于钢的化学成分,尤其是碳含量。当含有硅、钼等较高的元素时,脱碳作用会增强。

  

    此外,根据模具的使用条件,还应考虑模具的镜面抛光、研磨和电化学性能。

  

    3.模具钢的冶金质量要求

  

    高的冶金质量可以充分发挥钢的基本性能。模具钢的内部冶金质量与其基本性能同等重要。在研究冶金性能的同时,有必要研究冶金质量的影响因素。一般来说,模具钢的内部和外部质量问题如下:

  

    ①化学成分的均匀性

  

    模具钢通常是含有多种元素的合金钢。当钢在钢锭模中从液态凝固时,钢液中的各种元素在凝固组织中分布不sus630化学成份均匀,并由于选择性结晶而形成偏析。这种化学成分的偏析会造成显微组织和性能的差异,是影响钢材质量的重要因素之一。降低钢的偏析程度可以有效改善钢的性能。近年来,国内外许多冶金厂致力于研究和生产成分均匀、组织细小的钢。

  

    ②有害元素含量

  

    在钢的凝固过程中,硫和磷形成磷化物和硫化物,并在晶界沉淀,导致晶间脆性,降低钢的塑性。过量的S、P含量会使钢锭在轧制过程中容易开裂,大大降低钢的力学性能。宋田浩二等研究了硫和磷含量对含5%钨(铬)的热作模具钢(H13)韧性和热疲劳性能的影响。结果表明,如果钨(硫和磷)的含量从0.025%和0.010%分别降低到0.005%和0.001%,钢将具有良好的抗热疲劳性能。日立金属有限公司将SKD61钢中的W(P)含量从0.03%降低到0.001%,这可以将钢在45HRC下的冲击韧性从39.2J/cm2提高到127.5J/cm2。此外,降低钢中S和P的含量也能有效提高钢的各向同性。

  

    ③钢中非金属夹杂物

  

    优质钢不仅要在化学成分上满足技术标准的要求,还要尽量少含非金属夹杂物,因为钢中非金属夹杂物的体积很小,但对钢的性能影响很大。减少钢中非金属夹杂物是炼钢的主要任务之一。一般来说,钢中非金属夹杂物主要是指铁等合金元素与氧、硫、氮相互作用形成的化合物,如FeO、MnO、Al2O3、SiO2、FeS、MnS、AlN、VN等。,以及炼钢和浇注时带入的耐火材料,后者的成分主要是硅、铝、铁、铬、钙、镁等的氧化物。钢中非金属夹杂物按来源可分为内部夹杂物和外部夹杂物,存在的夹杂物是钢在液态和凝固过程中形成的化合物。

  

    钢中非金属夹杂物在基本意义上被认为是一定尺寸的裂纹,破坏金属的连续性,引起应力集中。在外应力作用下,裂纹扩展容易发展和扩展,导致性能退化。塑性夹杂物的存在,伴随着锻造和轧制过程,导致钢的各向异性。同时,抛光过程中夹杂物的剥落改善了模具的表面粗糙度。所以模具大师微信:对于大型重要模具来说,提高钢的纯净度非常重要。

  

    4.白点

  

    白点是热轧钢坯和大锻件中常见的缺陷,是钢的一种内部断口。

  

    白点的存在对钢的性能有非常不利的影响,主要表现为钢的力学性能降低,锻件在热处理过程中淬火开裂,或者在使用过程中发展成更严重的损伤事故,所以在任何情况下都不能使用带白点的锻件。不同的钢材对白点的敏感度不同。一般认为易产生白点的钢有铬钢、铬钼钢、锰钢、锰钼钢、铬镍钼钢、铬钨钢等。马氏体铬镍钢和含W(C)大于0.30%、W(Cr)大于1%、W(Ni)大于2.5%的铬镍钼钢对白点***敏感。白点形成的原因是钢中氢的沉淀和聚集,在钢的纵剖面上形成银白色的粗晶圆形或椭圆形斑点。它经常会导致锻件和毛坯出现裂纹。模具钢5CrNiMo,5CrMnMo等。容易出现白斑。如果加入碳化物元素Cr、Mo、V,可以降低白点的敏感度。在生产这种钢时,必须注意脱气和加强大锻件锻造后的缓冷或脱氢退火。

  

    5.氧含量

  

    一般不规定模具钢中允许的气体含量。随着氧含量的增加,氧化物的颗粒和数量增加,钢的疲劳性能下降,容易产生热裂纹。有人测试过4Cr5MoSiV1钢,含氧量应该不超过1.5*10-5。哪家日本杨珊特钢公司规定高纯钢的氧含量不得超过1.0*10-5。因此,近年来,为了提高模具的制造质量,国内外模具钢正逐步向低氧含量发展。

  

    6.碳化物的不均匀性

  

    碳化物是大多数模具钢的基本成分。除了溶于奥氏体的碳化物外,还有一些残余的不溶于奥氏体的碳化物。碳化物的大小、形状和分布对模具钢的使用性能有很大影响。碳化物的大小、形状和分布与钢的冶炼方法、钢锭的凝固条件和热加工变形条件有关。过共析钢的碳化物可在晶界形成风状碳化物,或在加工变形过程中拉长形成带状碳化物,或两者兼有。莱氏体模具钢中有一次碳化物和二次碳化物。在热变形过程中,大部分网状共晶碳化物会断裂,碳化物首先沿变形方向延伸,形成带状碳化物。随着变形程度的增加,碳化物变得均匀细小。碳化物的不均匀性对钢的淬火变形、开裂和力学性能有很大影响。

  

    7.隔离

  

    偏析是钢的成分和组织不均匀性的表现,是模具钢宏观组织检验中经常存在的一种缺陷。它是在钢锭凝固过程中形成的,与钢的化学成分和浇注温度有关。一般分为枝晶偏析、方形偏析、点偏析等。由于枝晶偏析的存在,不同方向的力学性能表现出明显的差异。方形偏析是由于铸锭结晶过程中柱状晶末端与铸锭中心之间的等轴区聚集了更多的杂质和气孔造成的。严重的方偏析对钢的质量有显著影响,尤其是加工能力大的零件或中心受力的模具零件。偏析不仅影响模具钢力学性能的各向同性,还影响模具的抛光性能。所以国外相关标准有严格的规定。

  

    8.疏松

  

    疏松是钢铁不结实的表现。疏松多发生在钢锭的上部和中部,杂质和气体比较集中。由于疏松缺陷的存在,钢的强度和韧性降低,加工表面的粗糙度也受到严重影响,这在一般模具钢中并不特别重要,但对冷轧辊、大模数、冲头和塑料成型模具零件有严格的要求。例如,深型腔中的锻模和冲头的松密度应不超过1级或2级,用于塑料模具如刻度盘或透明零件的钢的松密度应不超过1级。

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