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中國模具鋼的選擇應用及發展狀況詳述

來源:未知作者:admin發布時間:2017-05-31 08:47

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亚博电子游戏平台 近年來,在引進國外塑料模具鋼的同時,中國自行研制和開發了一系列新型塑料模具專用鋼,形成了中國特色的塑料模具鋼系列。

亚博电子游戏平台   1.碳素塑料模具鋼的應用

  由于碳素塑料模具鋼具有加工性能好、價格便宜、原料來源方便等優點,被廣泛應用于形狀簡單的小型模具或精度不高、使用壽命不長的模具。

亚博电子游戏平台   YB/T074—1997中列出的有SM45、SM50和SM55等鋼號,這類鋼與優質碳素鋼相比,鋼中的S、P含量低,鋼材的純凈度好,且碳含量波動范圍窄,力學性能更穩定。

  對于硬度要求較高,尺寸較小的熱固性塑料模具,一般采用wC=0.7%~1.3%的高碳碳素工具鋼制造,如T7、T8、T9、T10、T11、T12等鋼。該類鋼熱處理后可以得到高的硬度和耐磨性。

亚博电子游戏平台   2.滲碳型塑料模具鋼的應用

亚博电子游戏平台   一些復雜的塑料模具型腔采用冷擠壓的方法直接壓制出來,省去型腔的切削加工,對于成批生產的模具是一種十分經濟的加工方法。模具加工后經過滲碳、淬火、低溫回火后,具有高硬度、高耐磨性的表面和韌性良好的心部組織,可以制作各種要求表面高耐磨性、心部韌性好的模具。

亚博电子游戏平台   滲碳型塑料模具鋼碳含量很低,一般為wC=0.1%~0.2%,塑性變形抗力很小,軟化退火后硬度≤160HBW,復雜型腔≤130HBW,以便型腔的冷擠壓。過去中國一般采用低碳鋼和低碳合金鋼,如15、20、20Cr、12CrNi2、12CrNi3、20Cr2Ni4和20CrMnTi等鋼。中國近年來研制了冷擠壓成形塑料模具專用鋼LJ(0Cr4NiMoV)鋼,該鋼經冷擠壓成形并滲碳、淬火和低溫回火后,表面硬度達58~62HRC,心部硬度28HRC,模具耐磨性好,無塌陷及表面剝落現象,可用于制造形狀復雜和承受載荷較高的塑料成形模具。

亚博电子游戏平台   3.預硬型塑料模具鋼的應用

  對于形狀復雜、精密的大中型塑料模具,為了避免其在淬火熱處理過程中產生變形,因此模具鋼以預化狀態供應市場。

  該類鋼一般為中碳低合金鋼,在鋼廠經過鍛打后制成模塊,預備熱處理,使之達到模具使用時的硬度,從而可避免由于熱處理引起的模具變形和裂紋問題,從而保證了模具的制造精度。

  為了改善預硬化型塑料模具鋼的加工性能,在鋼中加入易切削元素S、Ca、Pb、Sb等。中國先后研制了一些易切削預硬型塑料模具鋼,如5CrNiMnMoVSCa鋼、8Cr2MnWMoVS鋼、4CrMnVBSCa鋼和5CrNiMnMoVS鋼等,使鋼在較高硬度下的加工性能顯著改善。預硬化易切削塑料模具鋼不僅可以用于制造大中型精密注塑模具,也可以用于制造精密復雜的冷作模具。已納入國家標準的預硬化型塑料模具鋼有:SM3Cr2Mo鋼、SM3Cr2Ni1Mo鋼,供貨硬度一般為28~36HRC。

  4.時效硬化型塑料模具鋼的應用

  模具熱處理后變形是模具熱處理三大難題之一(變形、開裂、淬硬)。對于復雜、精密等高檔塑料模具,要保證高的使用壽命,模具材料必須具有高的綜合力學性能。預硬型塑料模具鋼雖然解決了模具熱處理變形問題,但模具要求硬度高又給加工造成困難,為此開發了一系列的時效硬化型塑料模具鋼。模具鋼經淬火(固溶)后變軟(硬度為28~34HRC),便于切削加工,待模具制造成形后再進行時效處理,獲得所需要的綜合力學性能。另外,由于時效溫度低,模具變形較小,因此是精密復雜模具的理想用鋼。

  國內典型的時效硬化鋼有PMS(lNi3Mn2CuAlMo)鋼、06Ni6CrMoVTiAl鋼、25CrNi3MoAl鋼、SM2(20CrNi3AlMnMo)鋼等。

亚博电子游戏平台   5.耐蝕塑料模具鋼的應用

  在生產會產生腐蝕介質的塑料制品時,模具材料需有較好的抗腐蝕性能。因此,模具需選用耐蝕塑料模具鋼制造,常用的耐蝕性塑料模具鋼有:SM2Cr13、SM3Cr17Mo、SM4Cr13,另外還有9Cr18高碳高鉻馬氏體不銹鋼、1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼及0Cr17Ni4Cu4Nb馬氏體沉淀硬化不銹鋼等。

亚博电子游戏平台   為了提高耐腐蝕模具鋼的加工精度,國內又研制了馬氏體時效鋼PCR(0Cr16Ni4Cu3Nb)和AFC-77(1Cr14Cu13Mo5V)鋼,這類鋼適合制造要求高耐磨、高精度和耐腐蝕的塑料模具,提高了產品質量,延長了模具的使用壽命。

亚博电子游戏平台   6.高耐磨塑料模具鋼的應用

  用于壓制熱固性塑料、復合強化塑料產品的模具,以及生產批量很大,要求模具使用壽命很長,一般選用高耐磨塑料模具鋼,如SM4Cr5MoSiV鋼、SM4Cr5MoSiV1鋼、SMCr12MoV1鋼等。對于大型、精密和形狀復雜的型腔及嵌件,要求熱處理后有優良耐磨性的模具可選擇基體鋼和高速鋼。

亚博电子游戏平台   另外,對于制造磁性塑料制品的模具可選用無磁模具鋼。

  四、中國模具鋼的發展

  近幾十年來,中國模具鋼生產技術發展很快,建成了不少先進的生產工藝裝備,推廣應用了爐外精煉、電渣重熔等工藝技術,一些特殊鋼企業采用新工藝、新技術生產的模具鋼,已達到國外同類鋼的水平,并形成了中國的模具鋼系列。

  從中國模具鋼生產的量和品種來說,國產模具鋼的產量還較少(小于65萬t/年),品種規格不全,需大力發展優質模具鋼,增加品種和規格,還需研發新型模具鋼,生產低成本、高性能的鋼種。

  隨著電子、計算機、汽車、家電、機械制造及航空等領域的高速發展,精沖技術得到廣泛應用。發達國家精沖模具的一次刃模壽命(沖一般鋼板材料)大于4萬次,總壽命幾十萬次,而國內冷沖模具的壽命只有國外的一半左右。國內冷作模具材料在沖切方面基本可達到使用要求,但對擠壓成形模具材料的高強度和高韌性不能同時滿足技術要求。在汽車輕量化的要求下,需要采用高強度鋼板制造零件,而鋼板的強度需達到900MPa,因而對精沖模具鋼的強度和韌性提出了更高的要求,這就是國內冷作模具鋼應該發展的方向。

亚博电子游戏平台   熱作模具鋼要求具備較高的高溫強韌性,高的熱穩定性,優良的耐熱疲勞性和良好的導熱性。因此對熱作模具鋼的材質有更高的要求:鋼的純凈度要高,碳化物分布均勻,S、P含量低,特別是S含量要求越低越好。因此,急需開發超純凈、組織均勻的高性能模具鋼,超細化的組織,較高的強度和韌性,導熱率高,模具使用壽命長。

  塑料模具鋼朝大型化、預硬化方向發展,塑料模具鋼應滿足易切削、易拋光和耐腐蝕性的要求。塑料模具鋼要發展超大規格汽車保險杠預硬化鋼,生產單重≥30t的特大型預硬化塑料模具鋼,開發厚度≥400mm的大規格沉淀硬化型超鏡面塑料模具鋼。要發展并形成中國塑料模具鋼專用系列,其中包括普通碳素模具鋼、預硬化鋼、易切削鋼、耐蝕鋼、時效硬化鋼、非調質鋼、高耐磨鋼和滲碳鋼等,使中國塑料模具鋼產品進入先進國家的行列。

  中國模具行業協會已制訂了“模具行業‘十二·五’規劃”,在廣大科技人員奮力拼博下,通過不斷努力,筆者相信在不遠的將來,中國模具鋼的產量和生產技術水平都將會上一個新的臺階,邁入世界先進國家行列。

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