瑞典一胜百S136(STAVAX ESR)/瑞典一胜百模具钢ASSAB
ASSAB S136
简介
化学成分 碳
0.38 硅
0.9 锰
0.5 铬
13.6 钒
0.3
标准规范 AISI 420,改良型
出厂状态 软性退火至约200HB
辨识颜色 橙与黑
STAVAX ESR(S—136)为高级不锈工具钢,其具备以下的特性:
l 优良的耐腐蚀性
l 优良的抛光性
l 优良的耐磨性
l 优良的机械加工性
l 淬火时具有优良的稳定性
综合上列的优点,使得该钢种具有卓越的生产特性。由于其优良的耐腐蚀性,在塑胶模具中使用的好处概述如下:
l 较低的维修费用
模具经过长期使用后,模穴表面仍然维持原先的光滑状态。模具在潮湿的环境下操作或存放时,不需要特别的保护。
l 较低的生产成本
由于模具冷却水水道不受腐蚀的影响(不象普通模具钢),热传导特性、冷却效率在模具生命期中均保持稳定,确保了模具恒久不变的成形时间。
上述的好处结合STAVAX ESR(S—136)的高耐磨性,提供低维修费和高寿命的模具,达到最佳的经济效益。同时STAVAX ESR(S—136)经过“电渣重熔法(ESR)”精练,具备纯净而细微的组织。
用途
STAVAX ESR(S—136)被推荐用于所有的模具,由于其特殊的性质,更适合特殊环境的需求。
l 耐腐蚀、锈蚀
对使用有腐蚀性的PVC、醋酸盐类等注模原料或必须在潮湿的环境下工作及存放的模具。
l 耐磨性
在使用磨耗较大的注模材料(包含热固性射出成型模)或要求模具有较长的工作时间,如电子零件、舍弃式的餐刀具、器皿等。
l 高光滑度的表面
生产光学产品,如照相机、太阳眼镜、化学仪器及塑胶制品等。
模具种类 建议硬度,HRC
注塑模
1 热塑性塑胶
2热固性塑胶
45—52
45—52
压缩往复式模具 50—52
PVC,PET等等的吹气模 45—52
挤压、抽伸模 45—52
特性
物理性质
如表示,钢材淬火、回火至50HRC在室温及高温的数据。
温度℃ 20 200 400
密度 kg/m3 7800 7750 7700
弹性系数
N/mm2 200 000 190 000 180 000
热膨胀系数
1/℃ — 11.2×10-6 11.6×10-6
热传导系数
W/m °C 16 20 24
比热
J/Kg°C 460 — —
*基于热传导系数的测量实验是异常困难的,数值的最大偏差约为±15°%
室温抗拉强度
抗拉强度为近似值,只供参考。所有试片均取自直径25毫米(1//)圆棒[取轧制方向]由1025±10℃。油淬及回火两次的硬度值显示。
硬度 50HRC 45HRC
抗拉强度, Rm
N/mm2 1780 1420
屈服强度,Rp0.2
N/mm2 1460 1280
耐腐蚀性
STAVAX ESR(S—136)能抵抗水、水蒸气,弱有机酸,稀释的硝酸盐、碳酸盐等。经由STAVAX ESR(S—136)制成的模具。若在潮湿的环境中操作,或在正常状态下使用腐蚀性的塑胶材料,均不会生锈或被污染。STAVAX ESR(S—136)在低温回火及抛光至镜面状态的时候,特别能显示出优良的耐腐蚀性。
热处理
软性退火
在保护状态下,加热至780℃均温后,于炉中以每小时10℃的速度,冷却至650℃,接着再置于空气中冷却。
应力去除
经过粗加工后,必须加热至650℃,均温2小时后,缓慢冷却至500℃,然后置于空气中冷却。
淬火
预热温度 :600-850℃
淬火温度(奥氏体化温度) :1020-1050℃
常用温度 :1030℃
温度℃ 保温时间 分钟 回火前硬度
(HRC)
1020 30 56±2HRC
1050 30 57±2HRC
保温时间=当钢材的表面及中心达到一致的淬火温度后,才开始计算在炉中的保温时间。
淬火时必须保护,以避免脱碳及氧化
冷却介质
l 油
l 流动粒子炉或盐浴炉250-550℃分级淬火,然后冷却于高速空气中。
l 高速气体/真空炉中具有足够正压的气体力求模具达到最适当的特性,在模具的变形程度可接受的条件下,冷速越快越好。于真空炉中热处理时推荐使用4-5bar的气压。
钢材冷却至50-70℃(120-160°F)应立即回火。
硬度、晶粒大小、残余奥氏体数量与奥氏体化温度的关系图
晶粒
尺寸 硬度
ASTM HRC 残余奥氏体%
奥氏体化温度
回火
参照回火曲线图按所需硬度值选择回火温度。回火两次,每次回火后,必须冷却到室温,最低的回火温度为180℃(适用于小件)。保温时间至少两小时。
回火曲线
硬度
HRC 残余奥氏体%
回火温度
注1:建议250℃回火以求韧性、硬度及抗腐蚀性的最好组合。
注2:以上的曲线数据只适宜小型模具。模具可达的硬度要视模具的尺寸。
注3:应避免选用过高的奥氏体化温度与过低的回火温度<250℃的组合,避免模具产生太大的应力。
尺寸变形
淬火及回火时的温度、不同种类的炉具及淬冷介质、会影响模具尺寸的改变。
模具的尺寸与几何形状也同样重要。模具在加工时应预留加工量以弥补热处理后的尺寸变形。
在粗加工与半精加工之间建议预留0.15%作为STAVAX ESR(S—136)的加工预留指标。
淬火过程中的尺寸改变
试片100×100×25毫米经正规的热处理程序,在淬火时的尺寸改变。
淬火温度
由1020℃起 宽% 长% 厚%
油淬 最小
最大 +0.02
-0.05 +0.02
-0.03 +0.04
—
分级淬火 最小
最大 +0.02
-0.03 ±0
+0.03 -0.04
—
空冷 最小
最大 -0.02
+0.02 ±0
-0.03 ±0
—
真空淬火 最小
最大 +0.01
-0.02 ±0
+0.01 -0.04
—
回火时的尺寸改变
尺寸改变%
回火温度
注意:淬火时和回火时的尺寸改变必须加在一起
机械加工
以下的图表提供STAVAX ESR(S—136)退火状态的机械加工数据。硬度约215HB(只作参考指标)。
车削
切削参数 钨钢刀具 高速钢
刀具
精车
粗车 精车
切削速度, vc
米/分钟. 140—170 170—220 25
进给量, f
毫米/转 0.3—0.6 —0.3 —0.3
车削深度, ap
mm 2—6 —2 —2
ISO标准 P20-P30 镀覆硬质合金 P10 镀覆硬质合金或陶瓷 –
表面铣削
切削参数 钨钢刀具 高速钢
刀具
精车
粗铣 精铣
切削速度, vc
米/分钟. 180—260 260—300 30
进给量, fz
毫米/齿 0.2—0.4 0.1—0.2 0.1
切削深度, ap
毫米 2—5 —2 —2
ISO标准 P20-P40 镀覆钨钢 P10—P20 镀覆钨钢或金属陶瓷 —
端铣
切削
参数 端铣刀类型
整体硬质合金铣刀 可换硬质合金铣刀 高速铣刀
切削速度(Vc)
米/分钟 80 150—200 251)
给量(fz)
毫米/齿 0.03—0.22) 0.08—0.22) 0.05—0.352)
ISO标准 K10,P40 P20—P30 —
1) 氮化钛涂层端铣刀Vc~35米/分钟
2) 取决于铣削的半径深度和刀具的直径
钻孔
高速钢麻花钻头
钻头直径 钻孔速度, vc 进给量, f
毫米 吋 米/分钟 尺/分钟 毫米/转 吋/转
-5
5-10
10-15
15-20 -3/16
3/16-3/8
3/8-5/8
5/8-3/4 14*
14*
14*
14* 47*
47*
47*
47* 0.08-0.20
0.20-0.30
0.3-0.35
0.35-0.40 0.003-0.008
0.008-0.012
0.012-0.014
0.014-0.016
*对于镀覆高速钢钻头Vc~20米/分钟(65英尺/分钟)
钨钢钻头
钻头类型
切削参数 可替换
刀片型 全钨钢 钎焊钨钢
钻头1)
切削速度(Vc)
米/分钟 180—230 80 60
进给量(fz)
毫米/齿 0.03—0.102) 0.10—0.252) 0.15—0.252)
1) 带有内部冷却管道和钎焊钨钢刀具
2) 取决于钻头直径
焊接
如能做好预防,这些措施如:正确的焊接程序、焊前预热、焊口加工及焊条的选择等,工具钢的焊接也能得到很好的效果。如模具补焊后须抛光或光蚀刻花,则须选用与模具钢材化学成分相同的焊条
焊接方法 TIG钨极氩弧焊 MMA手工电弧焊
工作温度 200—250℃ 200—250℃
焊条 STAVAX ESR(S-136)
氩弧焊条 STAVAX ESR(S-136)焊条
焊后硬度 54—56HRC 54—56HRC
焊接后热处理
预硬状态 模具必须回火,采用较低于原先热处理时的回火温度约10—20℃
退火状态 保护状态下将模具加热至780℃,均热后在炉中以每小时10℃的速度至650℃,然后冷却于空气中。
光蚀刻花
STAVAX ESR(S-136)的低杂质含量,非常适合光蚀刻花。因为STAVAX ESR(S-136)的优良抗腐蚀性,所以必须采用特别的光蚀刻花程序。这特性亦已广泛被光蚀刻花公司熟悉。
详细的资料请参阅ASSAB“工具钢的抛光”小册子。
抛光
淬火及回火的STAVAX ESR(S-136)具备优良的抛光性。但抛光技巧与其他ASSAB钢材比较有点不同,主要的原则是,在细磨和抛光时采取多道手续,不要在很粗糙的表面进行抛光。但抛光时,上一道抛光手续所遗留的刮痕被除去后,就必须立即停止继续抛光。