SKD61模具钢材对应我国的牌号(GB/T 1299-2000)是4Cr5MoSi V1,是应用最广的热作模具钢,SKD61对应美国标准是H13,韩国是STD61。
SKD61模具钢材具有良好的韧性与抗高温疲劳SKD61性能能承受温度聚变,适宜在高温下长期工作具有良好的切削性能和抛光性能。SKD61经电炉冶炼并经过电渣重熔,钢质更纯净、韧性更好。用途适宜制做铝、锌、铜合金挤压模、压铸模、热锻模、及热剪切刀片等小规格阴亮钢(剥皮、冷拉)材,是制作顶杆、司筒的理想材料SKD61也适宜制造高产量塑胶模具氮化处理氮化处理可使模具表层获得很好的硬化层组织,对于挤压模具提高耐磨性、抗蚀性,其效果是非常显著的;对于压铸模具氮化处理可显著提高,表面抗蚀性有利于制品快速脱模。编辑本段特性 真空脱气精炼处理钢质纯净。 球化退火软化处理,切削加工性能良好。 强化元素钒,钼特殊加入,耐磨性极其优异。SKD61模具钢材具有美丽的金属光泽,SKD61系列产品有:SKD61顶针、SKD61导柱、SKD61导套、SKD61司筒、SKD61冲针、SKD61浮生销等精密耐高温零件如图所示:编辑本段用途 厚度不大于2MM薄板材,高效落料模,冲载模及压印模。 各种剪刀,镶嵌刀片,木工刀片。 螺纹轧制模和耐磨滑块。 冷镦模具,热固树脂成型模。 深拉成型模,冷挤压模具。编辑本段物理性能 SKD61硬度: 在热处理之前SKD61约HRC15~20 (HB200~230) 热处理后硬度:内部HRC40°±45°表面HV1000±100SKD61的密度是7.85g每立方厘米编辑本段化学成分 C: 0.32~0.42Si: 0.8~1.2Mn:≤0.50Cr: 4.50~5.50Mo: 1.00~1.50V: 0.8~1.2S:≤0.03P:≤0.03编辑本段热处理 空冷淬火,淬火温度1020~1050度,硬度56~58HRC,热处理变形小,表面可渗氮氮化处理,使加工出来的产品具有更好的耐磨性。
各国常见热作模具钢
1各国(前苏联、日本、美国、瑞典、中国等钢牌号见表1)加热模具钢一览表。
2各国钢牌号,均有各国家标准钢牌号和生产厂家标准钢牌号。如SKD61是日本国家标准钢牌号,但DAC、YHD-3是生产厂家标准钢牌号
3每外国标准的钢牌号,均可找到与其对应的中国标准钢牌号。
4编号1-6、22-32等17种标准钢牌号,是我国已生产过。
热作模具钢中的合金元素
国家标准中,有四种高韧性锤锻模具钢:5CrNiMo、5CrMnMo、5MnMoSiV、5Cr4Mo。其中5MnMoSiV是为改善5CrNiMo钢淬透性而研制的,5Cr4Mo钢,主要是作为堆焊电极材料。70年代研制了无镍钢锤锻模模具钢5MnMoSiV,主要用于大中型模具,该钢加入矾,并采用硅锰复合合金化,强度有所提高,但由于含碳量仍保持在0.50%左右,其韧性有所降低趋势。近年来研制的4Cr2MoVNi、5Cr2MoVNiSi、45Cr2MoVNiSi,高温强度有所提高,且含碳量有略微下降,因此韧性有所提高。上述钢均用于大吨位锤锻模和机锻模。80年代前苏联、日本等国锤锻模具钢的发展趋势是:
I把钢中碳含量降低,即从0.5%降到0.4%,个别的可降至0.30%。
II钢中加入铬、钼、钨、钒的同时又添加钴、铌、钛、稀土、微量的钙、铝、氮等元素,进行多元合金化,合金元素总量在5-10%不等。模具材料使用温度及强韧性均有所提高,模具使用寿命可提高20%-120%。总的趋势是向着低碳、沉淀、硬化方向发展。为此弄清楚各合金元素作用之前,必须说明几个原则。
1几个原则
-降低钢中碳的含量,淬火后能得到以板条状马氏体为主的组织,以保证模具材料的高韧性。
-实施多元复合合金化,以提高钢的热强性。合金化时,应特别注意防止第二类回火脆性。
-研究实施合理的强韧化热处理工艺,保证热强性与热韧良好的配合。
-在达到要求的综合性能前提下,尽量减少其合金元素的用量,降低新钢种的成本。
2合金元素的作用
1)碳
是控制马氏体强度的关键因素,也是影响韧性的主要因素。国内外关于低碳马氏体的大量研究表明:若要获得较好的综合机械性能,钢中碳量要控制在0.45%-0.30%。
2)铬
铬形成碳化物,可提高钢的淬透性。淬火加热时铬溶于奥氏体,淬火后固溶于马氏体中,可以提高钢的抗回火能力。热作模具钢中,α-Fe中铬含量少于2%时,随着铬含量的增加,高温强度随之上升,但铬含量大于2%时,高温强度将随铬含量的增加反而下降。同时,还会引起碳化物偏析,将导致降低冲击韧性。一般讲,热作模具钢,铬含量应控制2%为宜。
3)钨和钼
钨的加入在多元复合合金化的热作模具钢中,可以明显地降低钢的过热敏感倾向,并提高钢的热稳定性。但钨的含量超过2-3%,钢的热强性不会再有明显提高,反而会使韧性下降。一般应控制在1%左右。
钼的加入,可以提高钢的淬透性与热强性,又可以防止第二类回火脆性。但钼加入过多,会造成钼碳化物偏析,在回火过程中沿晶界呈针状或网状析出,影响钢的韧性。在高韧性热作模具钢中,钼含量以0.6-1%为宜。
4)钒
钒可以降低钢的过热敏感倾向。在低合金钢中加入0.1-0.3%的钒就有明显的效果。马氏体钢中,钒含量达到0.5%就可以产生足够的二次硬化效应。钒量过高,在二次硬化温度范围内回火,钢的塑性、韧性将明显下降,故钒加入量不能超过1%。
5)镍
镍为非碳化合物形成元素,可提高钢的淬透性。对钢的强度与韧性,均有良好作用。但过量镍会促使沿奥氏体晶界析出碳化物,这会导致基体中合金元素含量降低,使钢热强性下降。大型锤锻模具钢镍含量一般不会超过1.5%。
6)硅
硅的加入可提高钢的淬透性和基体强度。硅溶于α-Fe中,使其强化,并提高α-Fe转变r-Fe的转变温度及高温抗氧化能力。硅是不溶于碳化物,但能提高回火时析出特殊碳化物的弥散度;近期研究表明:加入适量的硅可以改善钢的韧性,在以碳化物为强化相的热作模具钢中,硅量一般以0.5-0.8%为宜。
7)锰
锰,除了能提高淬透性之外,还可以消除硫的有害影响。它的含量,一般控制在0.5-0.8%。
8)钴、铌、钛
铌可形成稳定性很高的NbC,在1050℃刚刚开始溶入奥氏体中,因此抑制晶粒长大,可提高热强性和高韧性。
钴的加入可显著提高耐氧化性和红硬性(耐磨性能好),如美国的H-10钢中。加入3%的钴,可大大提高其钢的耐磨性能。
钛在钢中的作用,就是在高温时,避免晶粒粗化,因此可以强化钢的基体,又能提高钢的韧性。
9)硫与磷
由原材料带入的有害元素,参照5CrNiMo钢的冶金含量标准,均控制在少于0.03%范围。
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