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模具钢是什么?有哪些类别?

点击次数:555  更新时间:2023-08-10

模具是无线电仪表、电机、电器和机械制造等工业部门中零件的主要加工工具。模具的质量直接影响着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产成本,而模具的质量与使用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外,主要受模具材料和热处理的影响。模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种。


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各种模具用途不同,工作条件复杂,因此对模具用钢的性能要求也不同,对模具用钢,按其所制造模具的工作条件,也应具有高的硬度、强度、耐磨性,足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。模具钢的分类大致有三种:塑料模具钢、热轧模具钢和冷轧模具钢,分别用于锻造、冲压、切型和压铸等。


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塑料模具分为热塑性塑料模具和热固性塑料模具。塑料模具用钢一般要求具有良好的工艺性,如加工性能好、耐蚀性好、研磨和抛光性能好、补焊性能好、粗糙度高、热处理变形小、导热性好、工作条件尺寸和形状稳定等。此外,还要求具有一定的强度、硬度、耐磨性、热稳定性和耐蚀性等性能。一般情况下,挤压成形或注射成形模具可选用热作模具钢,热固性成形和要求高耐磨、高强度的模具可选用冷作模具钢。


热轧模具分为锤锻、模锻、挤压和压铸几种主要类型,包括热锻模、压力机锻模、冲压模、热挤压模和金属压铸模等。热模具应具有较高的淬透性,以保证整个截面具有一致的力学性能。此外,还要求具有高的硬度、强度、红硬性、耐磨性和韧性,以及良好的高温强度、热疲劳稳定性、导热性和耐蚀性。热变形模具在工作中除了要承受巨大的机械应力,还要承受反复受热和冷却的作用,从而引起很大的热应力。对于压铸模用钢来说,还应具有的性能是,表面层经反复受热和冷却不产生裂纹,以及经受液态金属流的冲击和侵蚀。这类钢一般属于中碳合金钢,碳质量分数在0.30%~0.60%,属于亚共析钢,也有一部分钢由于加入较多的合金元素(如钨、钼、钒等)而成为共析或过共析钢。常用的钢类有铬锰钢、铬镍钢、铬钨钢等。


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冷轧模具包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等。冷作模具钢的碳含量较高,其组织大部分属于过共析钢或莱氏体钢。常用的钢类有高碳低合金钢、高碳高铬钢、铬钼钢、中碳铬钨钏钢等。冷作模具用钢,根据其所制造具的工作条件,应具有高的硬度、强度、耐磨性、足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。用于这类用途的合金工具用钢一般属于高碳合金钢,碳质量分数在0.80%以上。铬是这类钢的重要合金元素,其质量分数通常不大于5%,但对于一些耐磨性要求很高,淬火后变形很小模具用钢,最高铬质量分数可达13%,并且为了形成大量碳化物,钢中碳质量分数也很高,最高可达2.0%~2.3。


模具日趋大型化,随着模具标准件应用日益广泛,模具标准化、商品化程度的提高,对于模具钢产品质量、品种规格以及交货周期将提出更高的要求。模具钢的市场会得到更快更好的发展,紧抓研制开发高精度、高韧性、耐腐蚀、高质量的模具钢新品种,并且会带领国内模具钢产业迈上更高层次的发展。


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