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加工模具时用的,由于模具的用途很广,各种模具的工作条件差别很大,所以,制造模具用材料范围很广,在模具材料中应用最广的当属模具钢。从—般的碳素结构钢、碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢、弹簧钢、高速工具钢、不锈耐热钢直到适应特殊模具需要的马氏体时效钢以及粉末高速钢、粉末高合金模具钢等。模具钢按用途一般可分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三大类。
冷作模具钢
冷作模具钢主要用于制造对冷状态下的工件进行压制成型的模具。如:冷冲裁模具、冷冲压模具、冷拉深模具、压印模具、冷挤压模具、螺纹压制模具和粉末压制模具等。冷作模具钢的范围很广,从各种碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢到粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢。
热作模具钢
热作模具钢主要用于制造对高温状态下的工件进行压力加工的模具。如:热锻模具、热挤压模具、压铸模具、热镦锻模具等。常用的热作模具钢有:中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具钢;对特殊要求的热作模具钢,有时采用高合金奥氏体耐热模具钢制造。
塑料模具钢
由于塑料的品种很多,对塑料制品的要求差别也很大,对制造塑料模具的材料也提出了各种不同的性 能要求。所以,不少工业发达的国家已经形成了范围很广的塑料模具用钢系列。包括碳素结构钢、渗碳型 塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、耐蚀塑料模具钢、易切塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、马氏体时效钢以及镜面抛光用塑料模具钢等。
高强度当今高强钢、超高强钢很好的实现了车辆的轻量化,提高了车辆的碰撞强度和安全性能,因此成为车用钢材的重要发展方向。但随着板料强度的提高,传统的冷冲压工艺在成型过程中容易产生破裂现象,无法满足高强度钢板的加工工艺要求。在无法满足成型条件的情况下,国际上逐渐研究超高强度钢板的热冲压成形技术。该技术是综合了成形、传热以及组织相变的一种新工艺,主要是利用高温奥氏体状态下,板料的塑性增加,屈服强度降低的特点,通过模具进行成形的工艺。但是热成型需要对工艺条件、金属相变、CAE分析技术进行深入研究,该技术被国外厂商垄断,国内发展缓慢。[2]
过去在生产深冲或者重冲工件,大家都认为耐压型(EP) 润滑油是保护模具的最好选择。硫和氯EP添加剂被混合到纯油中来提高模具寿命已经有很长的历史了。但是随着新金属--高强度钢的出现,环保要求的严格,EP油基润滑油的价值已经减少,甚至失去市场。
在高温下高强度钢的成型,EP油基润滑油失去了它的性能,无法在极温应用中提供物理的模具保护隔膜。而极温型的IRMCO高固体聚合物润滑剂则可以提供必要的保护。随着金属在冲压模具中变形,温度不断升高,EP油基润滑油都会变薄,有些情况下会达到闪点或者烧着(冒烟)。IRMCO高分子聚合物润滑剂一般开始喷上去时稠度低得多。随着成形过程中温度的上升,会变得更稠更坚韧。实际上高分子聚合物极温润滑剂都有“热寻性”而且会粘到金属上,形成一个可以降低摩擦的隔膜。这个保护屏障可以允许工件延展,在最高要求的工件成型时没有破裂和粘接,以此来控制摩擦和金属流动。有效的保护了模具,延长了模具使用寿命,提高了冲压的强度。
★日本大同模具钢材:PXZ、PX4、PX5、PX88、PAK90、NAK55、NAK80、S-STAR、G-STAR、YK30、 YK4、DC11、DC53、DHA1、DH21、DH31-S、DH2F、DH42、GFA、MH51、H55、 MH8、SGT、GOA、DEX20、DEX40、DEX60、PD613、SUS420J2等
★日本日立模具钢材:HPM1、HPM2、HPM7、HPM38、HPM50、HPM77、 CENA1、SKD4、SKD5、SKD7、SKD8、SKT4、SK3、SK4、SK5、SKS3、 SKD11、YEM、YEM-K、SKD61、SKD62、DAC、FDAC、DAC10、DAC45、DAC55、SLD、SLD8、SLD10、ARK1、SGT、YXM1、YXM4、YXR3、YXR33、SKH-9、SKH-51、SKH-55、SKH-57、SKH-59、HAP10、HAP40、HAP72、SUS420J2、NP8、NP9、NP10、YSS、YHD28、YHD3、SCM440、SUJ2
★瑞典模具钢材 :K100、DF-2、DF-3、XW-5、XW-10、XW-41、XW-42、168、618、618H、718、718H、738、S136、S136H、8402、8407、8416、QRO-90、HSP-41、KM-2、ASP23、ASP30、ASP60、 VANADIS-4、VANADIS-10、HOTVAR、168S、635、ASSAB88、ELMAX等
★德国模具钢材:P20、2311、2738、2316、2083、2767、4125、2343、2344、2367、 2379、2842、2363、2436、2510、3343、3207、TSP4、6582、7225、1293、1285、 YE2311、YE2738、YE2083、YE2316、YE2344等
★奥地利模具钢材:M202、M238、M300、M310、M310H、M340、M330、M461、W302、W303、W321、W330、 K100、K110、K340、K460、S390PM、S590PM、S690PM、S790PM、S500、S705等
★美国模具钢材 :P2 P3 P4 P5 P6 P20 P21 F1 F2 L2 L3 L6 420 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 D2 D3 D4 D5 D6 D7 O1 O2 O6 O7 S1 S2 S4 S5 S6 S7 M41 M35 M42 M2 M4 8620 3115 5120 4130 4140 W108 W109 W110 W112 W209 W210 W31 W4 W5 W6 W7 H10 H11 H12 H13 H14 H19 H21 H22 H23 H24 H25 H26 H41 H42 H43等
★中国特钢:A3、45#、50#、Crl2、Crl2MOV、CMo1v1、01、H13、D2、P20、S50C、9CrSi、H13、 Gcr15、PX-5、T8A、T10A、40Cr、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、35CrMO、30CrMO 40CrMO、38CrMoR、3Cr2W8V等
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