模具鋼的性能和應(yīng)用
模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)工藝裝備。模具品種繁多，共有10大類，其中沖壓模具、塑料模具、鑄造模具、鍛壓模具、橡膠模具、粉末冶金模具等是主要的幾大類。模具的技術(shù)水平已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品的重要標(biāo)志之一，沒有高水平的模具就沒有高水平的產(chǎn)品。
模具鋼的性能和應(yīng)用
模具性能的好壞、使用壽命的長短直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。模具鋼的工藝性能將影響模具加工的難易程度、模具加工的質(zhì)量和加工費(fèi)用。選用合適的模具鋼和熱處理工藝方法，才能使模具獲得優(yōu)良的工作性能和較長的使用壽命。
一、模具鋼的性能
1.冷作模具鋼的使用性能和工藝性能
冷作模具鋼在工作中受到的機(jī)械力作用，如拉伸、彎曲、沖擊、疲勞等工作條件，從而發(fā)生變形、脆斷、剝落、磨損等狀況，而使模具產(chǎn)生早期失效。因此對(duì)冷作模具來講，應(yīng)具備抗形變、抗疲勞、抗磨損、抗斷裂等能力。
衡量冷作模具抗形變力的主要技術(shù)指標(biāo)是硬度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等。通過一次性脆斷抗力和疲勞斷裂抗力的測(cè)定，可了解冷作模具的斷裂抗力。耐磨性也是冷作模具的主要基本性能之一，通過模擬試驗(yàn)，測(cè)定冷作模具鋼不同化學(xué)成分及組織狀態(tài)下的耐磨性，反映不同狀況下的耐磨性水平。
冷作模具鋼的工藝性能主要從鍛造工藝性、切削工藝性、熱處理工藝性等方面加以考慮。
鍛造工藝性，決定冷作模具鋼的可鍛性能。切削工藝性，決定模具的可加工性。熱處理工藝性要求材料退火工藝范圍寬，淬透性好，淬硬性高，淬火變形傾向小，以及脫碳敏感低等要求。
2.熱作模具鋼的使用性能和要求
熱作模具鋼主要有三大類，即熱鍛模、熱擠壓模和壓鑄模。熱鍛模在工作中承受很大的沖擊力，模具工作面升溫較高。鍛打后，模具受到冷卻，模具型腔與被鍛材料相互摩擦，受到熱磨損。熱擠壓模和壓鑄模，要求有較高的熱穩(wěn)定性和回火抗力。因此對(duì)熱作模具鋼來講有幾項(xiàng)基本性能。淬透性高，保證模具均勻的機(jī)械性能。沖擊韌性高、熱疲勞抗力高，導(dǎo)熱性好，模具型腔散熱快。為減少熱變形，提高熱作模具鋼的強(qiáng)韌度和紅硬性。
熱作模具鋼的工藝性能，主要也是要求可鍛性好，加工性能優(yōu)良，冷熱疲勞性高，淬火變形傾向小等要求。
3.塑料模具鋼的使用性能和工藝性能
一般來講，塑料模具鋼工作時(shí)受變形抗力小，受熱、受壓、受磨損情況不嚴(yán)重。因此，和冷作、熱作模具鋼相比，它的基本性能要求并不太高。主要性能是要有較高的硬度，淬透性良好，淬硬層深，有足夠的強(qiáng)韌性。對(duì)某些塑料產(chǎn)品來講，對(duì)模具鋼還要求有一定的耐蝕性。
塑料模具鋼結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，精度要求高，其工藝性能也必須有保證。如熱處理變形小，有較好的淬透性，機(jī)加工性能好，優(yōu)良的拋光性以及耐磨性等。
二、模具鋼的選擇和應(yīng)用
模具鋼選擇和應(yīng)用，由于其影響因素較多，一直是模具設(shè)計(jì)、制造方面的一個(gè)難題。通過對(duì)各類模具鋼性能的了解、熟悉、掌握和使用，熟知模具材料最佳性能，制作與之相應(yīng)的模具。了解產(chǎn)品的生產(chǎn)條件，選擇合適的模具鋼，加工制造模具，使模具鋼發(fā)揮其最佳的性能。
1. 冷作模具
各種冷作模具，有不同的主要性能要求。例如：沖孔模具，要求有較高的強(qiáng)度和耐磨性以及良好的韌性，一般選用T8、Cr12MoV等冷作模具鋼。沖壓成型模，要求以耐磨性為主，可選用Cr12MoV、7CrSiMnMoV等。冷拉伸模具，要求耐磨性良好，淬透性好，熱處理變形小，選用T10、Cr5Mo1V、7Cr7Mo2V2Si等。冷擠壓模具，要求較高的強(qiáng)度和優(yōu)良的耐磨性，可選用6Cr4W3Mo2VNb、7Cr7Mo2V2Si 、高速工具鋼等材料。
2. 熱作模具
主要用于制造錘鍛模、熱擠壓模、及壓鑄模，工作條件有較大的差別，選用熱作模具鋼時(shí)要根據(jù)其工作條件，選用合適的模具鋼。
錘鍛模是在高溫、高壓、高速?zèng)_擊條件下工作的模具，要求較高的淬透性和良好的韌性、強(qiáng)度和耐磨性。一般選用5CrNiMo、5CrMnMo及3Cr3Mo3WV，要求較高，可用4Cr5MoSiV和4Cr5W2SiV等。
對(duì)壓鑄模要求高的熱強(qiáng)性、熱穩(wěn)定性、良好的韌性、導(dǎo)熱性及工藝性，以及冷熱疲勞性能。可選用4Cr5MoSiV、4Cr5Mo2MnVSi、4Cr3Mo2MnVNb等熱作模具鋼。
3. 塑料模具
塑料模具工作條件與冷作模具不同。一般在150~200℃下進(jìn)行，除一定的壓力外還承受溫度的影響。
模架材料要求具有一定的強(qiáng)度和耐磨性，選用45、50鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后使用。成型產(chǎn)品要求較高的強(qiáng)度和耐磨性。選用高碳工具鋼、低合金工具鋼。一些形狀復(fù)雜、精度高的產(chǎn)品，要求良好的切削加工性、熱處理變形小及優(yōu)良的拋光性能。鏡面性要求高的可選用10Ni3MnCuAl，有耐蝕性要求可選用4Cr13、馬氏體沉淀硬化不銹鋼0Cr16Ni4Cu3Nb，一般要求選用3Cr2Mo、3Cr2MnNiMo、Y55CrNiMnMoV等。
實(shí)際上任何一種優(yōu)質(zhì)新型模具鋼都難以滿足模具的所有性能要求。在選擇時(shí)，根據(jù)實(shí)際使用的條件，從模具鋼的主要性能要求技術(shù)上來選用合適的模具材料。
用途
加工模具時(shí)用的，由于模具的用途很廣，各種模具的工作條件差別很大，所以，制造模具用材料范圍很廣，在模具材料中應(yīng)用最廣的當(dāng)屬模具鋼。從—般的碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、彈簧鋼、高速工具鋼、不銹耐熱鋼直到適應(yīng)特殊模具需要的馬氏體時(shí)效鋼以及粉末高速鋼、粉末高合金模具鋼等。模具鋼按用途一般可分為冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼三大類。
發(fā)展方向
模具日趨大型化。一方面，模具成型林間日趨大型化，另一方面，為了提高生產(chǎn)效率，一模多腔，因此大型模具鋼需求量將逐年增加；模具的精度越來越高，要求鋼材的質(zhì)量好，尺寸穩(wěn)定性好；塑料模具鋼、壓鑄模具鋼的需求量不斷增加；中高檔模具鋼的需求量不斷增加，低檔次模具鋼過剩；另外，隨著模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用日益廣泛，模具標(biāo)準(zhǔn)化、商品化程度的提高，對(duì)于模具鋼產(chǎn)品質(zhì)量、品種規(guī)格以及交貨周期將提出更高的要求。此模具鋼類似于一個(gè)4330合金，潔凈鋼生產(chǎn)技術(shù)。它具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性，并一直工作鋅，鋁合金壓鑄，塑料和橡膠模具的現(xiàn)場驗(yàn)證，并形成所有類型的金屬片。它將接受各種形式的表面處理，包括火焰和感應(yīng)硬化，硬質(zhì)合金涂層，PVD和氮化。所以，SKD61模具鋼不僅有模具鋼的優(yōu)點(diǎn)，更有一些合金鋼產(chǎn)品的特點(diǎn)。將會(huì)帶動(dòng)國內(nèi)模具鋼產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展。
因此，鋼鐵企業(yè)要根據(jù)國內(nèi)模具制造業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和模具市場的需求，緊抓研制開發(fā)高精度、高韌性、耐腐蝕、高質(zhì)量的模具鋼新品種，使國產(chǎn)的熱作和冷作模具鋼達(dá)到世界先進(jìn)水平。相信在未來的日子，我們生產(chǎn)模具鋼的質(zhì)量和技術(shù)會(huì)越來越好，模具鋼的市場也會(huì)得到更快更好的發(fā)展，將會(huì)帶領(lǐng)國內(nèi)模具鋼產(chǎn)業(yè)邁上更高層次的發(fā)展。美好的未來，我們拭目以待。
【模具鋼的性能和應(yīng)用】相關(guān)文章：
模具鋼的力學(xué)性能要求08-03
模具鋼材料的性能解讀09-06
好鋼鑄好模，模具鋼必不可少的性能要求08-05
模具產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和對(duì)模具鋼的要求10-24
中藥的性能和作用06-11
無機(jī)膠凝材料性能應(yīng)用要點(diǎn)06-15
高性能J2EE應(yīng)用的技巧07-21