TOOLOX33

——瑞典SSAB钢厂生产的新型高强度耐磨工具钢

问：TOOLOX33是什么材料？

答：拓达钢TOOLOX33是瑞典SSAB钢厂生产的新型高强度高耐磨工具钢，是瑞典SSAB钢厂采用先进的CSR冶金工艺和独特的热处理技术生产制造的，是完全不同于市场现有传统工艺的一种全新概念的工具钢。最基本的关键点在于拓达钢TOOLOX33是一种能保证其加工性能直接交货使用的模具钢材。

问：TOOLOX系列工具钢有哪些型号？

答：TOOLOX系列工具钢有三种供货型号：TOOLOX33、TOOLOX40、TOOLOX44

问：TOOLOX33工具钢化学成分性能有什么特征？

答：TOOLOX33模具钢是采用独特的成分设计及独特的热处理技术，内应力非常小。

TOOLOX33材料的尺寸稳定性非常好。

TOOLOX33圆棒拥有ESR钢的纯净性能，硫（S）含量小于0.003%、磷（P）含量小于0.010%。

TOOLOX33圆钢的蚀刻性能非常好。

TOOLOX33钢板材料非常适合氯化以及PVD涂层处理。

TOOLOX33板材的韧性非常优异。

TOOLOX33材质的焊接性能非常优异

TOOLOX33工具钢无需热处理，降低模具制作成本，缩短生产周期

TOOLOX33小圆棒具有均匀的硬度

TOOLOX33拓达钢具备ESR重溶钢一样的抛光性能，与同类其他材料相比，其抛光时间缩短1/3。

问：TOOLOX33需要热处理不？

答：不需要热处理加工，TOOLOX33是一种新型的材料，在出厂交货时已做调质处理，且经过100%超声波探伤检测及硬度检测。提供给客户的TOOLOX钢材产品都经过预加工。

问：TOOLOX33圆钢棒化学成分及元素含量%？

问：钢板TOOLOX33物理性能有哪些？

问：模具钢TOOLOX33机械性能？

问：TOOLOX33工具钢密度多少？

答：TOOLOX33工具钢密度是7.85g/cm。

问：拓达钢TOOLOX33小圆棒出厂硬度是多少？

答：TOOLOX33出厂硬度是300HBW / 29HRC。

问：TOOLOX33工具钢有哪些运用？

答：TOOLOX33圆钢适用于桑拿加热器零件成形模具，

TOOLOX33圆棒适用于冷却器铝部合金零件冷冲模具，

TOOLOX33钢板适用于透明灯罩塑料模具，

TOOLOX33材料适用于拱形塑料件，

TOOLOX33钢材适用于发动机橡胶密封模具，

TOOLOX33材质适用于含玻纤的尼龙塑胶件等，

TOOLOX33模具钢可用于塑料瓶收回机器的维护部件（刀架支撑座），

TOOLOX33模具钢可用于油桶上钢板的封口的成形模具，

TOOLOX33模具钢可用于连铸机滚轮的轴承座，

TOOLOX33模具钢可用于橡胶轮胎的回收机器应用，

TOOLOX33模具钢可用于木材和金属加工机床的导轨，

TOOLOX33模具钢可用于林业机械上的齿条，

TOOLOX33模具钢可用于木材回收机支撑限位条，

TOOLOX33模具钢可用于专门为玻璃瓶和果酱碗制造加工模具，

TOOLOX33模具钢可用于大型钢板剪切机的刀架，

TOOLOX33模具钢可用于折板机上的可调距离的下压模，

TOOLOX33模具钢可用于铲斗的齿部，

TOOLOX33模具钢可用于切割机齿轮，

TOOLOX33模具钢可用于钢板涂层线上使用的大型齿轮，

TOOLOX33模具钢可用于刨木机工作台板，

TOOLOX33模具钢可用于剪板机调整块，

TOOLOX33模具钢可用于大型拉伸试验机框架。

问：TOOLOX33/40/44工具钢适合做什么冷冲模具？为什么？需要注意哪些问题?

答：TOOLOX系列工具钢，是一种具有高韧性、高耐磨性、基本没有内应力的一种预硬的新型工具钢；而且具有非常高的纯净度，晶粒度非常细小，磷（P）硫（S）含量非常少，析出的碳化物含量少，而且非常均匀；由于特殊的成分设计，TOOLOX系列材料具备非常优异的表面处理性能，其中TOOLOX33氮化后的表面硬度能达到HRC55左右，TOOLOX40氮化后的表面硬度能达到HRC62左右，TOOLOX44氮化后表面硬度能达到HRC65左右。

TOOLOX系列的工具钢所具备的以上特性，使得TOOLOX系列材料应用在部分冲压模具方面有着特殊的优势。

1.     较厚钢板、不锈钢板，以及有色金属板的冲压成型模具，比较典型的是空调翅片模具等。

2.     拉伸模具、不锈钢拉伸模具。

3.     冷挤压模具，冷挤压304不锈钢，厚度0.5mm，取代DC53等材料，效果非常显著。

4.     高尺寸稳定性要求的大型冲压模板。

注意事项：TOOLOX系列工具钢一定要配合上恰当的表面处理，TOOLOX工具钢基体材料的高韧性，配合上表面层的高硬度，才能达到优异的效果。

问：塑料模具主要重视哪些性能？TOOLOX33/40/44钢材材料能用在什么塑料模具上？

答：不同的塑料模具有不同的要求，总结起来塑料模具对模具钢的性能要求主要体现为：硬度、抛光性、蚀刻性能、焊接性能、耐磨性、尺寸稳定性、耐腐蚀性能等。

TOOLOX33/40/44钢板能用在有高寿命、耐磨性要求的塑料模具，取代718H、NAK80、1.2083、SKD61、8407、S136、S-STAR等类型材料所生产的塑料硬模。尤其有急冷急热要求的高光塑料模具，比如：液晶电视机外框、笔记本电脑、空调外壳、各种显示器的外框模具、汽车内饰件模具、电木模具等等。

TOOLOX33/40/44材料诮用在塑料模具方面的主要优势：

1.     高抛光性能：由于晶粒细小、杂质含量少，TOOLOX33/40/44模具钢材料镜面性能非常好、而且所需抛光时间少，更容易抛光。

2.     硬度、耐磨性：TOOLOX33/40/44圆钢材料为预硬材料，其中TOOLOX44钢板材料为世界上最硬的预硬模具钢，而且加工性能仍然很好。

3.     焊接性能：TOOLOX33/40/44圆棒材料由于特殊的成分设计，焊接性能非常优异，采用激光焊能取得非常好的效果。

4.     韧性：TOOLOX30/40/44模块材料相比同类型的其他材料，韧性好于对应的材料。抵抗急冷急热的效果极其稳定，特别适合用到急冷急热技术的高要求塑料模具，能解决模具开裂的问题。

5.     蚀刻性能：由于晶粒度细小，而且杂质含量少，蚀刻性能非常优异，所做的拉丝效果非常好。

6.     尺寸稳定性：由于TOOLOX33/40/44钢材材料为预硬材料，而且内应力非常小，因此在模具加工过程中几乎不产生内应力，特别合适有高尺寸稳定性要求的塑料模具，尤其是适合取代非预硬且需要热处理的塑料硬模。

7.     抗腐蚀性能：TOOLOX33/40/44工具钢材料抗腐蚀性能一般，如果模具具有抗腐蚀性能要求，需要做专门的表面氮化-氧化处理、PVD处理，抗腐蚀效果非常好，但是如果不做表面处理工艺，抗腐蚀性能只优于SKD61、NAK80等材料，比S136差。

问：TOOLOX33/40/44材料应用在塑料模具方面，能取代哪些模具钢？

答：TOOLOX系列有三种材料，应用在塑料模具上，能取代的材料如下

TOOLOX33可取代2738、2311、2312、718H等；

TOOLOX40可取代NAK80、SKD61、CENA-1、S136、1.2083ESR、S-STAR、M300、H13ESR等；

TOOLOX44可取代8407（HRC50）、S136（HRC50）、S-STAR（HRC50）、CENA-1、H13ESR、1.2344等用于高镜面性，高耐磨性要求的塑料模具，但是有高防腐蚀要求的模具需要谨慎。

问：压铸模通常出现哪些质量问题？有什么好的解决办法吗？

答：压铸模具通常使用H13系列以及改进型的材料，目前国产的主要用国产H13，进口的主要钢种为SKD61、1.2344、8407、DIEVAR、8418等。

压铸模具主要出现的问题为：早期龟裂导致的模具冲损和开裂，导致模具失效主要原因及方案

1.     模具设计不合理，需要改进浇道口等的设计。

2.     热处理应力去除不充分、回火不足、过烧等，要求热处理厂严格按照工艺执行。

3.     EDM白亮层去除不干净，加强对EDM后抛光工序的重视。

4.     材料韧性不足，导致疲劳开裂，可以选用韧性较好的模具材料。

5.     材料在高温下的抵抗回火的能力不足，选用适合的材料。

6.     模具运用于生产时，模具使用和保养存在问题，加强车间管理、采用质量稳定的脱模剂、重视模具的使用前预热、使用过程中的保养、内应力等环节的细节。

问：TOOLOX33/40/44钢材能用于压铸模具吗？为什么？

答：TOOLOX44材料适合用于铜合金、铝合金、锌合金压铸模具。

1.     硬度：TOOLOX44钢板出厂硬度在45HRC以上。

2.     韧性：TOOLOX44圆钢优于H13系列材料，抗急冷急热性能好。

3.     TOOLOX33/40/44圆棒使用过程中，内应力小。

4.     TOOLOX33/40/44钢材氮化性能好，氮化层结合紧密。

TOOLOX33/40/44工具钢材料还可以采用火焰切割的加工方法，仅需铣掉少量的硬化层，TOOLOX33/40/44模具钢材料性能保持不变。

问：TOOLOX系列工具钢有怎样的抛光性能？

答：TOOLOX33/40/44工具钢优良的镜面抛光性，在掌握其合适的抛光技巧后，TOOLOX系列材料能抛光到非常高等级的镜面光洁度，虽然其他较好的工具钢都能抛光至很高的表面光洁度，但TOOLOX33/40/44达到最高光洁度所需要的抛光时间仅仅是其他工具钢的50-60%，TOOLOX40-TOOLOX44的镜面抛光效果和TOOLOX44一致。

问：TOOLOX系列工具钢在塑料模具钢、压铸模上有着怎样的冲击韧性？

答：TOOLOX工具钢与1.2344/H13相比有更好的Charp-V冲击韧性，尤其当温度上升时，这一优势更加明显。所以TOOLOX工具钢在要求急冷急热塑料模具、压铸模上都有好的表现。而热传导性试验说明TOOLOX钢作为低合金钢，有着更好的热传导性，能缩短冷却时间。相比于1.2344/H13，TOOLOX钢约能缩短3-5%的冷却时间。用在高镜面、且需要急冷急热的精密塑胶模上，会有非常优异的表面。

问：TOOLOX系列材料皮纹蚀刻性能什么样？

答：TOOLOX工具钢的皮纹蚀刻效果，在钢材心部斜截面上对TOOLOX进行不同纹理的蚀刻实验，由于TOOLOX工具钢出色的纯净度和均匀的硬度值因此表面出非常细腻的皮纹效果。意大利的专业皮纹公司对SSAB的TOOLOX工具钢产品皮纹蚀刻效果的高品质出具了品质证明。

随着急冷急热设备的大量使用，空调外壳、显示器外壳、液晶电视面板模具均要求抛光好、韧性好的模具钢材，以前常规使用NAK80、S136等，均易出现开裂，不能满足客户要求。TOOLOX33/40/44因其良好的抛光性能及韧性，完全可以满足客户使用。

问：铝型材挤压模具的生产工艺是什么？

答：一般铝型材挤压模具，从原材料即模具钢开始分为两种

1.     单板模具，厚度锯切-车圆-热处理-线切割-抛光-表面氮化-使用。

2.     复杂模具，厚度锯切-车圆-CNC加工-线切割-抛光-氮化-使用。

问：铝挤压模具对模具材料的什么性能要求比较高？

答：挤压模具对模具钢的韧性，表面硬度，强度以及抗回火性能要求比较高。

问：我们公司是生产太阳能边框铝挤压模具的，使用的是国内大钢厂的电渣H13材料，采用真空热处理至50-52HRC，氮化工艺为530*120hr，渗层厚度为0.2mm左右，表面一定程度磨损之后，再次氮化，可以氮化5次以上。但是容易出现在应力集中部位开裂，造成模具失效，是什么原因？有什么办法能够解决？

答：由于通常H13类型的材料，经过淬火+回火后产生比较大的应力，如果热处理后的应力去除不充分，而采用了不是很合理的线切割工艺，就造成内应力的叠加，从而导致挤压模具的应力比较集中的区域开裂，最终导致模具的早期失效，这是很多挤压模具早期失效的原因。解决办法如下：

1.     选用质量比较好、材质均匀稳定的H13，最好是国内比较大的钢厂生产的材料，或者进口高品质的H13，由于国内很多铝挤压模具厂采用了国内很多小钢厂的产品，虽然价格非常低廉，但是质量方面不稳定，给型材厂商造成了模具成本增加

2.     采用好的热处理厂，严格按照热处理工艺进行处理，注重回火温度和回火时间。

3.     注意EDM和线切割环节白亮层，线切割尽量采用慢走丝或者中走丝。EDM或者线切割后，加强对白亮层的去除。

4.     氮化采用气体氮化、等离子氮化等工艺，注意氮化温度和时间，建议采用氮化温度510-530之间，根据渗层的厚度来确定氮化时间。由于H13类型的材料，合金含量高，如果氮化工艺不注意，氮化层和H13基体结合不紧密，需要加强对氮化工艺的关注。

问：我们公司是生产工业型材挤压模具的，所用材料是国产电渣H13锻圆，真空热处理、气体氮化工艺，氮化厚度达到0.2mm，但是客户反映容易出现型材表面出现拉丝纹，型材表面的涂层效果不好。是什么原因？有什么好的解决法？

答：模具表面容易出现拉毛等现象，说明模具表面有所磨损，主要有以下几种原因：

1.     模具表面硬度不够，氮化层硬度不够，需要找出正确的氮化工艺。

2.     氮化层和基体之间结合不紧密，需要思考表面氮化处理是否存在问题。

问：我们公司是一家国内知名的铝型材生产企业，主要生产工业用型材，以及高要求的散热器型材，现在主要用国内知名大钢厂的电渣H13锻件、以及部件进口H13材料，采用真空热处理、气体氮化，总体效果还不错，但是容易出现断裂现象，尤其是在高要求的电脑CPU散热器挤压模具的时候，由于模具的倍数比非常高，模具最薄部位仅有0.6mm，因此模具不能氮化，热处理到HRC50-54，模具容易断裂。容易断裂的原因是什么？有什么好的解决办法吗?

答：在制作高倍数比的镁铝等轻合金挤压模具时，所有的模具厂都会碰到此问题。由于模具最薄的部件甚至会小于1mm，比如笔记本电脑的CPU散热器挤压模具，如果采用表面氮化来加强表面硬度，提高耐磨性，就会导致最薄部位双边渗层总共达0.4-0.6mm，导致这些部位韧性大幅下降。而且高倍数比意味着压强增大，如果模具装配位置不正，很容易导致模具的断裂。

解决办法：选用高硬度HRC50-52的状态下，仍然能保持较高韧性的模具钢，重视热处理，重视应力的去除，重视线切割或者放电电工工艺，以及随后的白亮层去除。

问：TOOLOX44模具钢材料应用在铝挤压模具方面有哪些性能方面上的优势？

答：TOOLOX系列材料中的TOOLOX44材料非常适合于铝挤压模具，原因如下：

1.     TOOLOX44圆钢材料由于在钢厂里就进行了热处理，内应力非常小。

2.     TOOLOX44圆棒材质具备了很高的韧性，比较同等硬度的H13系列材料，韧性有大幅度的提高。

3.     TOOLOX44钢板回火温度达到640℃左右，在600℃以下保证TOOLOX44的力学性能不变。

4.     TOOLOX44钢材是全新的冶金成分设计，氮化性能非常优异，氮化层和TOOLOX基体材料结合非常好，表面氮化的硬度可以达到HRC65。

5.     TOOLOX44钢材材质的氮化性能还体现在TOOLOX44可以多次氮化，可以达到10次以上。

6.     TOOLOX44工具钢材料的抛光性能非常好，在挤压时候的阻力能大大降低。

7.     TOOLOX44材料的氮化性能非常好，可以采用气体氮化、等离子氮化和液体氮化等，氮化效果都非常理想，需要提醒客户注意的是，一定要严格按照氮化工艺操作。

因此，TOOLOX44特劳钢材料应用在铝挤压模具时，配合良好的表面氮化，能够得到非常理想的效果。从客户的实际使用情况来看，相比较欧洲的1.2344ESR模具寿命一般来说能提高一倍，且由于省去了热处理费用和时间，大大缩短了模具加工时间，节省了较多的费用。

问：TOOLOX44与五金冲压工具钢性能对比如何？

答：五金冲压模具对所用工具钢的性能要求如下：

耐磨性、冲击韧性、抗压强度、尺寸稳定性、表面硬度

国内常用的冲冷模具钢主要为：国产的有Cr12MoV、Cr12Mo1V1、DC53；进口的有SKD11、DC53、D2等材料。相比较传统的冷作工具钢，瑞典的SSAB集团所生产的TOOLOX系列工具钢产品，应用在五金冲压模具方面有一些比较独到的优点，主要从五金冲压成型模具所需要的性能和传统的冷作工具钢做一些对比。

l  耐磨性：应用在五金冲压模具方面，磨损主要存在两种形式：磨粒磨损和粘着磨损；

1.     磨粒磨损：由外界硬质颗粒或硬表面的微峰在摩擦副对偶表面相对运动过程中引起表面擦伤与表面材料脱落的现象，称为磨粒磨损。其特征是在摩擦副对偶表面沿滑动方向形成划痕磨粒磨损，对材料本身的硬度以及成分有很大的关系，TOOLOX44由于成分的特殊性，以及硬度HRC45-48的范围，抗磨粒磨损的性能相对比较弱一些。并且在抗粘着磨损方面效果非常好。

2.     粘着磨损：粘着磨损又称咬合磨损，它是指滑动摩擦时摩擦接触表面局部发生金属粘着，在随后相对滑动中粘着处被破坏，有金属屑粒从零件表面被拉拽下来或零件表面被擦伤的一种磨损形式。避免粘着磨损的方法：选择合适有较好韧性、表面粗糙度小的材料，采用表面处理（氮化或涂层），限制摩擦表面温度等措施。TOOLOX44抗粘着磨损效果好。

l  韧性：TOOLOX44工具钢材料韧性典型值30J，出厂所有钢板经过检测确认；SDK11系列约5J，需要经过淬火+回火，不能保证；DC53约10J，需要经过淬火+回火，不能保证。

l  抗压屈服强（20摄氏度）：

从屈服强度来看，TOOLOX44由于硬度比较低，相对的屈服强度也比较小，因此TOOLOX44材料就不适合高速及过大的冲击压力条件下工作的模具。

l  尺寸稳定性：主要是指材料经过淬火+回火后，由材料内应力及机械加工导致的尺寸变形。这和热处理后残留奥氏体的含量以及碳化物析出面积比例有关，残留奥氏体和碳化物析出所占面积比例越小，尺寸稳定越好。残留奥氏体随着时间的推移，会逐步转变为马氏体，而马氏体的体积大于奥氏体；因此残留奥氏体和碳化物析出越多，产生的内应力越大，也就更加容易产生变形。TOOLOX系列工具钢材料碳化物析出和残留奥氏体面积比例仅为6.4%左右，XW-42和DC53由于产地、热处理条件和技术的不同，会有很大的不确定性。如一胜百、日立、大同等公司专业的热处理条件下：

1.    SKD11/DC53：1020-1040℃ 低温回火170-200℃，HRC60-62，残留奥氏体20%-25%左右；

                               高温回火500℃，HRC58-60，残留奥氏体10%-15%

              TOOLOX系列工具钢的材料尺寸稳定性：4000mm长度内：变形量0.1mm。

l  表面硬度：TOOLOX系列工具钢材料非常合适表面处理，很多模具需要材料的综合力学性能，即基体的高强度和表面的高硬度、高耐磨性相结合的综合性能，而TOOLOX材料优秀的表面处理能力，能很好地解决这个问题，由于TOOLOX材料的成分设计，氮化层和基体结合非常紧密，通常模具钢的氮化层都会产生细微裂纹，如果微裂纹连接起来，容易造成氮化层剥落，TOOLOX材料有非常优异的韧性，不会产生氮化层剥落的问题。TOOLOX可以表面氮化到HV850（约HRC65左右）；建议氮化温度：510-530℃。而DC53、SKD11、Cr12MoV系列的材料表面氮化性能不好。由于TOOLOX44材料氮化后，表面硬度比较高，所以模具表面的拉伤等现大大减少，使得产品品质更加优良。

l  抗回火性能：由于TOOLOX系列的材料经过高温的640度左右回火，因经抗回火性能优异。

结论：TOOLOX44由于具备良好的韧性、尺寸稳定性、低应力、良好的表面处理等性能，是对尺寸稳定性要求高、韧性好、表面硬度的大尺寸较厚板的冲压成形模具。

例：分别采用D2、DC53以及TOOLOX，使用结果如下：

D2：HRC58-60时10000次，HRC54-56时10000次

DC53：HRC58-60时15000次

TOOLOX44氮化256000次，并仍在继续使用中……

l  微小变形量：扁平的长条TOOLOX33，代替原来的圆棒节省了很长的一段工时。这一齿轮导轨加工后非常平直，在宽度方向只有0.004mm微量变形，而1.8m的长度方向更是只有0.136mm变形量。

结论：TOOLOX系列由于具备良好的韧性、尺寸稳定性、低应力、良好的表面处理等性能，是针对尺寸稳定性要求高、韧性好、表面硬度高的大尺寸较厚板的冲压成形模具的最好的选材；是机械设备行业导轨用钢、齿条、齿轮用钢的最好选择。

问：TOOLOX系列工具钢和塑胶模具行业工具钢性能对比如何？

问：塑料模具如何选择合适的钢材牌号？

总结TOOLOX系列工具钢材料性能

答：TOOLOX40和TOOLOX44用在高抛光性、高抛光性、高尺寸稳定性要求的模具（比如：电脑外壳、液晶电视面板等模具），与NAK80、CENA1、S136等材料相比优点是材料韧性高，不易因为速冷速热的冷却原因导致材料开裂或疲劳；抛光性可达A1级别；防锈能力与NAK80相同。如需增加抗腐蚀能力，需要做表面处理工艺（后氧化处理），5%的盐雾实验可达400多小时，远远超过S136不锈钢的抗腐蚀能力。硬度略高于CENA1、TOOLOX44韧性是CENA1的二倍。因此深孔加工时建议采用深孔钻来打，普通摇臂钻由于上排屑，因此尺寸超过300MM的很难加工得动。如需做后氧化处理可在模仁抛光后、上光之前做此处理，后氧化之后再上光即可。光洁度有更佳的表面。