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一、基本分類
1.鋼材種類極雜且多,其中模具用鋼材分三類:
a. 塑料模具鋼:高拋光度
b. 熱作工具鋼:高強(qiáng)度、耐高溫
c. 冷作工具鋼:耐高壓、耐磨損——‘高速工具鋼’為其一分
2. 常見牌號標(biāo)志:
a.JIS——日本工業(yè)規(guī)格
b.ASTM——美國材料試驗協(xié)會規(guī)格
c. AISI——美國鋼鐵協(xié)會規(guī)格
d.DIN——德國國家規(guī)格
二、使用慣例
1. P20,最常用的塑料鋼
2. PDS5,類似P20,但比P20難加工,缺點是溫度較高易硬化
3. PDS1,不等于S45C,不是型腔用,使用在模架,以降低成本
4. 若要求耐用性,則模架材料S50C或S55C,國內(nèi)常見克難辦法為S45C鍛打,硬度更高,耐磨性比S50C更好
注:曾有人表示S45C鍛打優(yōu)于S50C的耐磨性,事實上,該S50C恐有偽劣產(chǎn)品之嫌
5. 型腔鋼材對硬度要求高于P20時,可選用NAK80,利于耐用
6.選擇傾向:
a.塑膠鋼:即用在塑膠射出成模,再區(qū)分鏡面拋光、耐蝕性等要求
b.冷作鋼:用在導(dǎo)柱套標(biāo)準(zhǔn)零件,也用在精密五金模或耐磨的塑膠模或冷沖模
c. 熱作鋼:鋁或鋅合金壓鑄模
7. 塑料鋼許多都是預(yù)硬型,以免熱處理變形
8. 各類鋼材成份傾向: 中碳:含C量0.3—0.8%
a.塑料鋼:中碳或低碳
少量鎳鉻系(1—10%)或中量接近SUS420不銹鋼鉻系(>10%)
耐腐蝕
b.熱作鋼:中C,少量Cr
c.冷作鋼:高C
注:高速鋼:高C,少量鎢鉬釩系(甚至加鈷)。加少量鉻可增加強(qiáng)度。
9. 大類區(qū)分解說:
a. 冷作鋼:
此類鋼種在常溫下使用,由于硬度高與耐磨要求,含碳量屬于高碳鋼(C>0.8%),甚至加入少量多鎢鉬釩元素,表助于提高耐磨性,另外,高硬度須防范發(fā)脆,故添加鉻(約4—12%)以提高韌性和強(qiáng)度,也常輔之以錳元素
b. 熱作鋼:
此類鋼種主要要求在于500—850℃左右較高溫度的使用環(huán)境,故而耐高溫的鎢鉬釩系元素與冷作鋼相當(dāng),因其耐磨性非主要要求,是以含碳量僅屬于中碳鋼(0.3—0.8%),且其進(jìn)而對韌性的影響減少,故含鉻量略下降(約3—5.2%)
c. 塑料鋼:
模腔表面的耐磨蝕為其主要要求,故屬于低碳鋼(C<0.3%)以減少其氧化傾向,并添加中量鉻或少量鎳鉻元素以提高其耐腐蝕性能
鋼是鐵、碳和少量其他元素的合金。不銹鋼或者10.5%或以上鉻金含量的抗腐蝕性合金鋼是該類金屬的通用術(shù)語。不銹鋼并不是說這種鋼材不生銹或不會被腐蝕,而只不過是它比不含鉻的合金的耐腐蝕性能強(qiáng)得多。除了鉻金屬外,其他金屬元素如鎳、鉬、釩等也可以加入合金中用于改變合金鋼的性能,從而生產(chǎn)處不同等級、不同性能的不銹鋼。
簡單地說,鋼就是鐵和碳的合金。其他成分是為了使鋼材性能有所區(qū)別。以下以字母順序列出重要的鋼材,他們包含以下成分:
碳(Carbon)-存在于所有的鋼材,是最重要的硬化元素。有助于增加鋼材的強(qiáng)度,我們通常希望刀具級別的鋼材擁有0.5%以上的碳,也成為高碳鋼。
鉻(Chromium)-增加耐磨損性,硬度,最重要的是耐腐蝕性,擁有13%以上的認(rèn)為是不銹鋼。盡管這么叫,如果保養(yǎng)不當(dāng),所有鋼材都會生銹的。
錳(Manganese)-重要的元素,有助于生成紋理結(jié)構(gòu),增加堅固性,和強(qiáng)度、耐磨損性。在熱處理和卷壓過程中使鋼材內(nèi)部脫氧,出現(xiàn)在大多數(shù)的刀剪用鋼材中,除了A-2,L-6和CPM 420V.
鉬(Molybdenum)-碳化作用劑,防止鋼材變脆,在高溫時保持鋼材的強(qiáng)度,出現(xiàn)在很多鋼材中,空氣硬化鋼(例如A-2,ATS-34)總是包含1%或者更多的鉬,重要它們才能在空氣中變硬。
鎳(Nickle)-保持強(qiáng)度、抗腐蝕性和韌性。出現(xiàn)在L-6AUS-6和AUS-8中。
硅(Silicon)-有助于增強(qiáng)強(qiáng)度。和錳一樣,硅在鋼的生產(chǎn)過程中用于保持鋼材的強(qiáng)度。
鎢(Tungsten)-增強(qiáng)抗磨損性。將鎢和適當(dāng)比例的鉻或錳混合用于制造高速鋼。在高速鋼M-2中就含有大量的鎢。
釩(Vanadium)-增強(qiáng)抗磨損能力和延展性。一種釩的碳化物用于制造條紋鋼。在許多種鋼材中都含有釩,其中M-2, Vascowear, CPM T440V和420VA含有大量的釩。而BG-42于ATS-34的不同就是前者含有釩。
鋼材大體種類:
1.低碳鋼 – 又稱軟鋼,含碳量從0.10%到0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造,焊接和切削,常用于制造鏈條,柳丁,螺栓,軸等。
2.中碳鋼 – 含碳量從0.30%到0.60%,用于制造重壓鍛件,車軸,鋼軌等。
3.高碳鋼 – 常稱工具鋼,含碳量從0.60%到1.70%,可以淬硬和回火。錘,撬棍等由含碳量0.75%的鋼制造;切削工具如鉆頭,絲攻,鉸刀等由含碳量0.90%至1.00%的鋼制造。
4.合金鋼 – 鋼中加入其它金屬如鉻,鎳,鎢,釩等,使具有若干新的特性。由于各種合金元素的摻入,合金鋼可具有防腐蝕,耐熱,耐磨,防震和抗疲乏等不同特性。
5.高速鋼 – 含有各種成分和份量,如鎢,鉻釩,鈷和鉬等。高速鋼制成的切削工具,可用高的速度切削硬材料,并能承擔(dān)強(qiáng)力的切削。高速鋼切削工具在高的速度中仍能使刃口保持鋒利,其他鋼材則可能變鈍。