模具材料选择原则与模具设计
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注塑模具设计中的材料选择与性能考虑注塑模具是用于塑料注射成型的重要工具,其设计和材料选择对产品质量和生产效率有着重要影响。
正确选择合适的材料,并考虑其性能因素,可以提高模具的使用寿命和生产效益。
在注塑模具设计中,材料选择和性能考虑是不可或缺的环节。
选材时首先需要考虑模具的使用条件,包括注塑工艺参数、注塑材料特性和产品要求等。
常用的模具材料包括工具钢、不锈钢、合金钢等。
工具钢是最常用的材料,具有高强度、良好的耐磨性和耐腐蚀性,适用于一般注塑生产。
不锈钢在耐腐蚀性能方面更为突出,适用于高温、高压和腐蚀性环境下的注塑模具。
合金钢具有更高的硬度和耐磨性,适用于一些特殊要求的注塑产品。
选材时需要根据具体情况进行权衡和选择。
另外,注塑模具的导热性能也是一个重要考虑因素。
导热性能好的材料可以更快地将热量传递到模具表面,提高注塑速度和产品质量。
一些具有良好导热性能的铝合金和铜合金常被用于热流道系统的部件制造,以提高注塑效果。
在材料选择的基础上,还需要考虑模具材料的硬度和耐磨性。
模具的硬度直接影响到其抗磨性能和使用寿命。
硬度较高的材料可以提高模具的耐磨性,减少模具磨损和损坏的可能性。
同时,也需要考虑材料的韧性,合适的韧性可以增加模具的抗冲击性和耐用性。
此外,还需要考虑模具材料的耐蚀性和耐腐蚀性。
注塑模具在使用过程中可能接触到各种化学物质或湿度较高的环境,因此需要选择具有良好耐蚀性和耐腐蚀性的材料,以防止模具表面的腐蚀和氧化。
当然,在材料选择的过程中,还需要考虑成本因素。
不同材料的价格和加工难度不同,因此需要综合考虑材料的性能和成本,选择最适合的材料。
除了材料选择,模具设计中还有一些其他性能考虑。
例如,模具的结构设计应该合理,避免出现应力集中和变形等问题。
较为复杂的模具可能需要采用多腔设计,以提高生产效率。
此外,模具的冷却系统设计也是一个重要环节,合理的冷却系统可以有效降低注塑过程中的温度,提高产品的质量。
综上所述,注塑模具设计中的材料选择和性能考虑是关键的环节。
模具设计与制造的职业认知一、模具类型及结构认知模具是一种重要的工业生产工具,其类型和结构因应用场景和产品需求而异。
作为模具设计与制造的专业人员,需要对各种模具的类型、结构、特点和应用有深入的了解。
1.1模具类型认知:包括模具的分类、各类模具的结构特点和使用范围等。
1.2模具结构认知:包括模具的组成结构、各部分的功能和相互关系等。
二、模具材料及选用认知模具材料的选择对模具的性能和使用寿命有着至关重要的影响。
不同的模具材料具有不同的物理和机械性能,如强度、硬度、耐磨性等。
选择合适的材料可以提高模具的使用寿命,降低生产成本。
2.1模具材料认知:了解各种模具材料的物理和机械性能,如钢、铸铁、铝合金等。
2.2材料选用原则:掌握选择模具材料的依据和原则,如材料的强度、硬度、耐磨性等。
三、模具加工方法认知模具加工方法的选择对模具的质量和精度有着直接的影响。
不同的加工方法具有不同的加工能力和精度等级。
了解和掌握各种加工方法的特点和应用范围是进行模具设计与制造的重要基础。
3.1成型加工法:包括铣削、车削、磨削等传统加工方法。
3.2特种加工法:如电火花加工、激光加工、超声波加工等。
3.3其他加工法:如快速原型制造、3D打印等新兴加工方法。
四、模具设计程序和方法认知模具设计是模具制造的核心环节,其设计水平和质量直接影响到模具的性能和使用寿命。
掌握模具设计的基本程序和方法是进行模具设计与制造的必要条件。
4.1设计基本流程:了解模具设计的步骤和流程,包括产品分析、结构设计、参数计算等。
4.2设计基本原则:掌握模具设计的基本原则和方法,如标准化、模块化、可靠性等。
五、模具制造程序和方法认知模具制造是实现模具设计意图的重要环节,涉及到各种加工方法的运用和实践。
了解和掌握各种制造程序和方法是进行模具设计与制造的关键技能。
5.1制造基本流程:了解模具制造的步骤和流程,包括备料、加工、装配、检验等。
5.2制造基本方法:掌握各种制造方法的工艺流程和操作要点,如铣削、车削、磨削等。
模具的设计与制作要求1.准确的产品尺寸和形状:模具的设计要根据产品的准确尺寸和形状进行,这是保证产品质量和一致性的基础。
同时,也要考虑到产品的形状复杂性,进行合理布局和结构设计。
2.合理的材料选择:模具的工作环境要考虑到温度、压力、磨损等因素,所以在材料的选择上需要具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和热稳定性。
一般常用的模具材料有铸钢、工具钢、硬质合金等。
3.可靠的结构设计:模具的结构设计要考虑到产品的工艺要求和承受的力,以确保模具在工作过程中不变形、不破裂,并有足够的刚度和强度。
另外,还要考虑到模具的分解性、装配性和可维修性,方便模具的更换和维护。
4.高效的冷却系统设计:模具的制作过程中会产生大量的热量,如果不能有效地散热,会导致模具温度过高,进而影响产品质量和模具寿命。
因此,模具的设计中要充分考虑冷却系统的设置,合理布置冷却通道和出水口,以提高散热效果。
5.精密的加工工艺:模具的制作一般采用数控机床进行精密加工,要求加工精度高,尺寸精确,表面光洁度好。
加工工艺包括铣削、钻孔、褶皱、车削、车削、划线等,要保证模具的加工质量和尺寸精度。
6.严格的质量控制:模具的设计与制作过程中,要进行严格的质量控制,包括原材料的采购、模具制作过程中的检测和验收,以及最终的模具出厂检验。
尤其对于关键部件和加工工艺要进行特别的把关。
7.合理的模具使用和维护:模具的使用和维护也非常重要,要按照操作规范进行使用,定期保养和维修,并且要妥善保管模具,以延长模具的使用寿命。
总之,模具的设计与制作是一个相对复杂和繁琐的工作,需要综合考虑产品的需求、材料的特性、工艺的要求以及工装设备的配合等多个因素,以实现高效、精确、持久的生产制造目的。
模压模具设计规范模压模具是在模压工艺中起到关键作用的工具,其设计质量直接影响产品质量和生产效率。
因此,制定合理的模压模具设计规范对于提高生产效率、降低成本具有重要意义。
一、模具材料选择模具的材料选择直接关系到模具的使用寿命和稳定性。
通常情况下,模具材料应具有高硬度、高强度、耐磨损、耐腐蚀的特性。
常用的模具材料有工具钢、硬质合金等,根据具体使用需求选择合适的材料。
二、模具结构设计1.结构合理性:模具结构设计应考虑到产品成型过程中的力学特性,确保产品成型过程中不产生变形、裂纹等质量问题。
2.冷却系统设计:良好的冷却系统能够有效降低成型周期,提高生产效率。
因此,在模具设计中应合理设置冷却系统,保证模具温度均匀。
3.排气系统设计:排气系统设计不合理会导致气泡等缺陷的生成,影响产品表面质量。
因此,应合理设计排气系统,确保模具内气体顺利排出。
三、模具加工精度1.加工精度要求:模具加工精度对于产品尺寸精度和表面质量有重要影响,因此在加工过程中应严格执行设计要求。
2.使用高精度设备:选择高精度的加工设备对于保证模具加工精度至关重要,同时还应定期校准设备,保证加工准确度。
四、模具使用与维护1.模具使用注意事项:在使用过程中应根据具体产品材料和成型工艺要求选择合适的模具,并严格按照使用说明操作,避免造成不必要的损坏。
2.定期维护保养:定期对模具进行清洁、润滑和检查,发现问题及时修复,延长模具使用寿命。
五、模具质量检测1.工艺检测:在模具加工完成后,进行工艺检测,保证模具尺寸偏差在允许范围内。
2.使用寿命检测:定期对模具进行寿命检测,根据情况进行修复或更换,避免因模具使用寿命过期导致的质量问题。
综上所述,模压模具设计规范对于保证产品质量、提高生产效率至关重要。
只有严格遵循规范要求,不断优化模具设计和加工过程,才能更好地满足客户要求,提升企业竞争力。
推板模具设计标准规范推板模具设计是指在推板制造过程中,为了确保推板的质量和性能,制定的一系列设计标准和规范。
其主要目的是规范推板模具的设计和制造,保证推板的准确性、可靠性和稳定性,提高推板的使用寿命和效果。
以下是推板模具设计标准规范的主要内容:1. 模具结构设计:推板模具的结构设计应符合流线型原则,能够保证推板的稳定性和可靠性。
模具结构应合理,方便安装和拆卸,易于维修和调整。
2. 材料选择:推板模具的材料应选择高强度、耐磨损、耐腐蚀的材料,如优质合金钢。
材料的选择应根据推板的工作环境和要求进行合理搭配,以提高推板的使用寿命和效果。
3. 尺寸精度要求:推板模具的尺寸精度要求较高,应满足相关标准规范要求。
推板的尺寸精度包括平面度、直线度、圆度、同心度等要求,需要通过精确的加工和检测手段进行保证。
4. 表面处理要求:推板模具的表面应经过适当的处理,以提高表面硬度、抗腐蚀性和耐磨性。
常见的表面处理方法包括热处理、表面喷涂、电镀等。
5. 制造工艺要求:推板模具的制造工艺应符合现代工艺要求,结合先进的制造技术和设备。
制造过程应合理安排,严格控制工艺参数,确保推板的加工精度和质量。
6. 使用安全要求:推板模具的设计和制造过程中应注重安全性,避免对操作人员和设备造成伤害。
模具的结构应稳定,安装和拆卸过程中应注意安全,推板的使用和维修过程中应有明确的安全操作规范。
7. 检测和检验要求:推板模具的设计和制造过程中应包含严格的检测和检验环节。
模具的尺寸、表面质量和性能等要素应通过适当的检测手段进行验证,确保推板的质量达到标准要求。
总之,推板模具设计标准规范的制定是为了确保推板的质量和性能,提高推板的使用寿命和效果。
遵循这些标准规范,可以保证推板模具的设计和制造的准确性和可靠性,为推板制造业提供良好的基础。
压铸模具设计基础知识一、概述压铸模具是用于压铸工艺的模具,在金属、塑料等材料的制品生产过程中起到关键作用。
压铸模具的设计质量直接影响产品的质量和生产效率。
本文将介绍压铸模具设计的基础知识,包括设计原则、材料选择、结构设计等内容。
二、设计原则1.功能性原则压铸模具应该符合产品的设计要求,能够满足产品的结构、尺寸、表面质量等要求。
设计过程中需要充分考虑产品的功能性需求,确保模具能够满足生产要求。
2.可制造性原则在设计压铸模具时,需要考虑到模具的加工工艺和生产成本。
设计应尽量简化,避免复杂的结构和加工工艺,以降低生产成本。
3.可靠性原则压铸模具在长期使用中需要具有稳定可靠的性能。
设计中需要考虑模具的寿命、耐磨性等因素,确保模具能够长时间稳定运行。
4.易维护性原则模具在使用过程中可能会有损坏或磨损,设计时需要考虑模具的易维护性,便于维修和更换受损部件。
三、材料选择压铸模具的材料选择直接影响模具的寿命和性能。
常用的模具材料包括工具钢、合金钢、硬质合金等。
在选择材料时需要考虑以下因素:1.硬度模具材料应具有足够的硬度和强度,能够抵抗压力和磨损,确保模具的稳定性和寿命。
2.热稳定性压铸过程中温度较高,模具材料需要具有良好的热稳定性,不易变形或烧损。
3.耐磨性压铸模具在长期使用中会有磨损,需要选择耐磨性好的材料,延长模具的使用寿命。
4.耐蚀性部分压铸过程中会有化学物质接触,模具材料需要具有良好的耐腐蚀性,避免腐蚀损坏。
四、结构设计压铸模具的结构设计直接影响产品质量和生产效率。
在设计时需要考虑以下因素:1.分型设计合理的分型设计能够提高产品的成型效率和质量,减少缺陷产生。
分型设计应考虑产品的结构特点和成型过程中的收缩变形。
2.冷却系统设计冷却系统设计影响压铸过程中的温度控制和冷却速度,直接影响产品的组织和性能。
设计时应考虑冷却系统的布局和冷却介质的选择。
3.排气系统设计在压铸过程中需要排除模具内的气体,避免气泡和气孔产生。
工业设计模具制作技术手册第一章:引言在工业制造领域中,模具是一种非常重要的工具,用于批量生产各种产品。
工业设计模具的制作技术是确保产品质量、提高生产效率的关键。
本手册旨在介绍工业设计模具制作技术的流程和注意事项,帮助读者更好地理解和应用这些技术。
第二章:模具设计原则2.1 模具设计目标模具的设计应该根据产品的要求和生产需求来确定目标。
模具的设计目标包括产品质量、生产效率、制造成本和模具寿命等方面。
2.2 模具材料选择模具材料应具备足够的硬度、强度和耐磨性,以满足生产过程中的需求。
常见的模具材料有工具钢、铝合金和塑料等。
2.3 模具结构设计模具的结构设计应考虑便于安装、拆卸和调试,同时保证模具的稳定性和工作精度。
具体的结构设计包括模具核心、模具腔、导向装置、冷却系统等。
第三章:模具制作流程3.1 产品准备在模具制作之前,首先需要准备产品的相关信息,包括设计图纸、产品材料及尺寸等。
3.2 模块划分将整个模具划分为不同的模块,以便于制作和组装。
常见的模块有模具底座、模具腔、模具芯、导向装置等。
3.3 数控加工利用数控加工设备对模具零部件进行加工,确保精度和质量要求。
数控加工方式包括铣削、钻孔、切割等。
3.4 组装与调试将各个模块进行组装,并进行调试。
调试包括模具的拆卸与装配、导向精度的调整以及冷却系统的测试等。
第四章:模具制作注意事项4.1 设计合理性模具的设计应合理,包括避免零件粘连、避免共模、合理设置浇注系统和冷却系统等。
4.2 加工精度模具的加工精度直接影响到产品的质量和模具的寿命。
加工过程中需注意保持合理的切削速度、进给量和刀具磨损等。
4.3 模具保养与维护正确的模具保养和维护可以延长模具的使用寿命。
主要包括定期润滑、清洁、防锈、及时更换易损件等方面。
第五章:案例分析本章将介绍几个模具制作的案例分析,以便读者更好地理解和运用所学的技术。
第六章:结论本手册介绍了工业设计模具制作技术的流程、注意事项和案例分析。
模具设计钢材选用引言模具设计是工业生产中不可或缺的一环,它直接影响到产品的质量和生产效率。
而模具的质量又与所选用的钢材密切相关。
本文将介绍模具设计中常用的钢材选用原则和常见的模具设计钢材,并分析它们的优缺点,以期为模具设计提供一定的指导和参考。
钢材选用原则选择合适的钢材是模具设计中一个重要的决策,以下为钢材选用的几个主要原则:1.机械性能:模具设计需要选择具有较高强度和硬度的钢材,以确保模具在使用过程中的稳定性和耐磨性。
机械性能决定模具的使用寿命和效率。
2.耐蚀性:模具可能会处于恶劣的环境,如高温、高湿度或有腐蚀性物质的工作条件下。
钢材应具有良好的耐蚀性,以延长模具的使用寿命。
3.可加工性:模具制造过程中需要对钢材进行切割、铣削、冲压等工艺操作。
因此,钢材的可加工性要好,以便于模具的制造和维修。
4.成本效益:钢材选用应综合考虑成本因素。
高性能的钢材往往价格昂贵,而低成本的钢材可能不足以满足模具设计的要求。
需要在性能和成本之间找到一个合适的平衡点。
常见的模具设计钢材下面列举了常见的几种用于模具设计的钢材,并对其特点进行了简要介绍:P20钢是一种优质的预硬化塑料模具钢,广泛应用于注塑模具、压铸模具和挤出模具等领域。
它具有良好的机械性能和可加工性,适用于批量生产,成本相对较低。
优点: - 高硬度和强度 - 良好的可加工性 - 抗磨损性好缺点: - 耐蚀性较差 - 高温下容易变形2. H13钢H13钢是一种工作热冲击模具钢,主要用于制造高温下工作的模具,如压铸模具、热压模具和热剪切模具等。
它具有良好的耐磨性和耐高温性能,适用于长期高温和高应力的工作环境。
优点: - 良好的耐磨性 - 耐高温性好 - 抗热裂纹性能好缺点: - 制造和维修成本高 - 可加工性较差S136钢是一种优质不锈钢,用于制造耐腐蚀模具和塑料模具等。
它具有优异的耐腐蚀性能和热处理稳定性,在恶劣工作环境下具有较长的使用寿命。
优点: - 优异的耐腐蚀性 - 热处理稳定性好 - 表面质量高缺点: - 制造和维修成本较高 - 可加工性较差4. 45#钢45#钢是一种普通碳素结构钢,广泛应用于模具设计中。
模具设计概述模具是指用于制造制品或产品的模板、模型或工具。
模具的设计是制造过程中非常重要的一环,直接影响着产品的外观质量和生产效率。
因此,模具设计必须考虑多个因素,如产品的形状、尺寸、材料、制造工艺等。
本文将简要概述模具设计的主要内容和流程,并探讨一些关键因素的影响。
一、模具设计的主要内容1.产品的设计要求:在进行模具设计之前,需要仔细研究产品的设计要求,包括外观、尺寸、材料等要素。
这些要求将直接影响模具的形状、尺寸和结构等方面的设计。
2.材料的选择:选择模具所需的材料,应该根据所生产的产品类型和要求,来确定模具所需材料的性质。
例如,对于高温、高强度、耐腐蚀的要求,应该选择高强度的材料进行制造。
3.立体图设计:根据产品的尺寸和形状,设计出合适的模具结构。
尽可能的使得模具极致紧密地围绕产品的轮廓进行设计,减小裁切面、缝隙等直接影响模具最终成品的方面。
建议采用三维建模,通过借助关联视图分析来识别设计潜在的问题。
4.结构设计与优化:在确定模具的形状和尺寸之后,进行结构设计。
考虑到模具制造过程中的力学因素,并参考材料的特性和制造工艺的要求,对模具的结构进行合理优化,以达到尽可能节约制造成本和提高产品质量的目的。
二、模具设计的流程1.准备工作:在模具设计之前,需要充分了解所生产产品的特点,环境和要求,包括产品形状、尺寸、材料以及生产过程等等,了解目标客户的需求和对于产品的评价标准,确保模具的设计符合生产需求。
2.设计流程:选择合适的工具绘制模具的平面和立体图,并实现设计初稿。
然后根据所规定的标准,利用3D建模数据,进行可行性考虑。
特别是指纹大小、墙厚度、最小径和几何限制等参数。
无论是初版还是最终产品,都需要经过数字模拟和实际检测。
3.制造: 根据模具设计,制作出适合产品设想的车床架构。
然后把所需的材料加工成其所需的合适形状,这通常也可能需要进行电镀或后加工处理。
三、关键因素的影响1.制造成本:制造成本是影响模具设计的主要因素之一。
塑料模具材料的选择目前,塑料制品日益广泛地应用于日常生活,其中注射成型技术约占80%。
注射成型因其一次成型、尺寸精确、可带嵌件、生产率高、易于实现现代化、后加工量少等特点广泛应用于汽车、建筑、家用电器、食品、医药等诸多领域。
塑料模具的选用,对于塑料工业生产能否收到好的经济效益非常关键,因此,模具设计者了解模具材料的基本要求和选择恰当的材料相当必要。
塑料模具的工作条件与冷冲模不同,一般须在150°C-200°C下进行工作,除了受到一定压力作用外,还要承受温度影响。
现根据塑料成型模具使用条件、加工方法的不同将塑料模具用钢的基本性能要求大致归纳如下:1.足够的表面硬度和耐磨性塑料模的硬度通常在50-60HRC以下,经过热处理的模具应有足够的表面硬度,以保证模具有足够的刚度。
模具在工作中由于塑料的填充和流动要承受较大的压应力和摩擦力,要求模具保持形状的精度和尺寸精度的稳定性,保证模具有足够的使用寿命。
模具的耐磨性取决于钢材的化学成分和热处理硬度,因此提高模具的硬度有利于提高其耐磨性。
2.优良的切削加工性大多数塑料成型模具,除EMD加工外还需进行一定的切削加工和钳工修配。
为延长切削刀具的使用寿命,提高切削性能,减少表面粗糙度,塑料模具用钢的硬度必须适当。
3.良好的抛光性能高品质的塑料制品,要求型腔表面的粗糙度值小。
例如,注塑模型腔表面粗糙度值要求小于Ra0.1~0.25的水平,光学面则要求Ra<0.01nm,型腔须进行抛光,减小表面粗糙度值。
为此选用的钢材要求材料杂质少、组织微细均一、无纤维方向性、抛光时不应出现麻点或桔皮状缺陷。
4.良好的热稳定性塑料注射模的零件形状往往比较复杂,淬火后难以加工,因此应尽量选用具有良好的热稳定性的,当模具成型加工经热处理后因线膨胀系数小,热处理变形小,温度差异引起的尺寸变化率小,金相组织和模具尺寸稳定,可减少或不再进行加工,即可保证模具尺寸精度和表面粗糙度要求。
45、50牌号的碳素钢具有一定的强度与耐磨性,经调质处理后多用于模架材料。
高碳工具钢、低合金工具钢经过热处理后具有较高的强度和耐磨性,多用于成型零件。
但高碳工具钢因其热处理变形大,仅适用于制造尺寸小、形状简单的成型零件。
随着塑料工业的发展,塑料制品的复杂性、精度等要求愈来愈高,对模具材料也提出更高要求。
对于制造复杂、精密和耐腐蚀性的塑料模,可采用预硬钢(如PMS)、耐蚀钢(如PCR)和低碳马氏体时效钢(如18Ni-250),均具有较好的切削加工、热处理和抛光性能及较高强度。
此外,在选择材料时还须考虑防止擦伤与胶合,如两表面存在相对运动的情况,则尽量避免选择组织结构相同的材料,特殊状况下可将一面施镀或氮化,使两面具有不同的表面结构。
模具钢材选用表及塑料模具材料的选择来源:COM 时间:2009-4-9 9:51:06模具钢材选用表及塑料模具材料的选择国产塑料模具钢一般把模具按使用寿命的长短分五级,一级在百万次以上,二级是50万----100万次,三级在30万-----50万次,四级在10万---30万次,五级在10万次以下,一级与二级模具都要求用可以热处理硬度在HRC50左右的钢材,否则易于磨损,注塑出的产品易超差,故所选的钢材既要有较好的热处理性能,又要在高硬度的状态下有好的切削性能,当然还有其他方面的考虑。
通常选用瑞典的8407,S136,美国的420,H13,欧洲的2316,2344,083,或日本的SKD61,DC53(原为五金模材料,特殊情况下使用。
)一类的钢材。
除此外,注塑的原料及其所增加的填料对选用刚才有很大的影响,尤其是玻璃纤维对模具的磨损大。
有些塑胶料有酸腐蚀性,有些因添加了增强剂或其他改型剂,如玻璃纤维对模具的损伤大,选材时均要综合考虑。
有强腐蚀性的塑胶一般选S136,2316,420一类钢材,弱腐蚀性的除选S136,2316,420外,还有SKD61,NAK80,PAK90,718M。
强酸性的塑胶料有:PVC,POM,PBT弱酸性的塑胶料有:PC,PP,PMMA,PA,产品的外观要求对模具材料的选择亦有很大的影响,透明件和表面要求抛镜面的产品,可选用的材料有S136,2316,718S,NAK80,PAK90,420,透明度特高的模具应选S136,其次是420。
以上是从满足产品要求来说,但作为一个设计师,你只考虑这些的话,你不但不可能成为一个好的设计师,可能你的饭碗都有问题,你涉及的模具所需求的成本是重中之重,你还要考虑价格,就拿S136与2316来比较,每公斤相差55—60元,如果你选择不当,你老板不是接不到单,就是做到破产。
三级模具用预硬料多,牌号有:S136H,2316H,718H,083H,硬度HB270----340,四五级模具用P20,718,738,618,2311,2711,对于要求特低的模具,还有可能用到S50C,45#钢,即直接在模胚上做型腔碳素模具钢来源:COM 时间:2009-4-9 10:24:23国际模具网碳含量对于经淬火及低温回火后钢的强度和塑性也有影响,对于亚共析钢而言,随着碳含量的增加,淬火后钢的强度增加,到碳含量为0.6%~0.7%时,达到最大值;随后则降低,接近共析成分时为最低。
当碳含量超过1.15%时,由于渗碳体分布不均匀,强度又下降。
总的说来,随着碳含量的增加,钢的韧性逐渐下降。
碳素工具钢通常用电弧炉或平炉进行冶炼。
由于钢中的碳含量较高,导热性较差,在热加工时,钢锭或大型钢坯加热时的装炉温度不宜过高、升温速度(尤其是在低温下)不宜过快,以免产生过大的热应力而造成裂纹。
加热时必须保证钢材透烧;但是,在高温停留时间不宜过长,以免造成严重脱碳。
热加工(锻、轧)时,要保证热加工后钢中网状碳化物能够大部分被破碎。
因为钢中存在不均匀或粗大碳化物,会使钢材质量变坏、切削加工变得困难、模具在热处理时容易开裂、热处理后的硬度不均匀、使用时易崩刃。
因此,锻、轧热加工碳素工具钢时,必须要有适当的压缩比(一般大于4);对于碳含量高的T12及T13钢,有时还须采用镦粗拔长的方法来进行锻造,以使钢中的碳化物均匀细化。
碳素工具钢的终锻、终轧温度一般800右为宜,锻、轧加工后应迅速冷至650℃,然后进行缓冷,以免析出粗大或网状的碳化物。
热加工后的碳素工具钢具有珠光体组织,硬度较高,而且其组织也不符合最终热处理的要求。
为了改善钢材的切削加工性能和为最终热处理作组织准备,需要进行球化退火,退火后的组织和硬44 1模具钢基础理论度应符合(3-B1298—86的要求;在钢中不允许有连续网状的碳化物存在,破碎的网状碳化物按GBl298—86标准所附的第二级别图评定。
淬火后得到马氏体组织,使模具钢具有高硬度和耐磨性。
淬火后不可避免地存在一定数量的残余奥氏体和粗大的马氏体,降低钢材的机械强度并增加脆性,故对于用高碳钢制造的模具淬火马氏体级别有一定的限制。
否则模具使用时易发生脆性损坏。
碳素工具钢的淬火加热温度一般根据钢的临界点来选择,取A。
1以上30~50℃,但Acm点高的钢,淬火温度也可以高一些。
为了提高尺寸较大模具的表面硬度,可考虑采用较高的淬火温度。
小尺寸的模具,可以选择较低的淬火温度以得到良好的力学性能。
为了减少模具的淬火变形及开裂,在尺寸大小或使用条件允许的情况下,应选用冷却能力较缓慢的冷却介质,此时,可采用较高的淬火温度。
例如,在油或硝盐中淬火的模具,加热温度比水淬的提高20℃左右,以便仍能得到较深的淬硬层和较高的硬度。
由于提高淬火温度而引起力学性能的降低,可由冷却缓慢使淬火内应力的减少得到一定程度的抵消。
若原始组织中为细片状和点状珠光体组织,加热时渗碳体易溶解,应选择较低的加热温度;具有粗球化珠光体组织的钢,可选择较高的淬火加热温度。
淬火保温所需要的时间,必须保证模具内部达到淬火温度并形成碳浓度均匀的奥氏体,否则淬火后将不能得到良好的性能。
当然,过长的保温时间,也会使模具过热、表面脱碳、浪费能源和降低生产率。
在淬火加热时,为了防止模具表面的氧化和脱碳,一般在盐浴中进行加热。
因为碳素工具钢淬透性低,对于有效厚度为5mm的模具一般用油淬;有效厚度为5~10mm的模具,可在150~160℃的硝盐浴中分级淬火;有效厚度为10~15mm的模具,可在140~160℃的碱浴中分级淬火;有效厚度为15~18r)qlYl的模具,在水中可以淬透,但容易产生很大的内应力和变形,因此,碳素工具钢仅适宜制造小截面的模具。
碳素工具钢在淬火后具有高硬度,但存在淬火内应力,塑性1.3碳素模具钢低、强度也不高,必须经过回火,以改善其力学性能。
低温回火时,在钢中e一碳化物(Fe2.4C)从马氏体中析出,具有很高的弥散度,马氏体中碳含量下降,钢的硬度有点降低,但是强度和塑性提高,从而减少了模具的崩刃现象。
随着回火温度的提高,钢中的残余奥氏体量减少,至250℃基本上分解完毕。
高于200℃回火、钢的硬度、强度性能迅速下降。
因此,使用碳素工具钢制造的模具,一般采用低温回火(≤200℃),对于制造锻模用的模具钢,为了得到高的韧性,回火温度可提高至350~450℃。
亚共析成分的碳素工具钢,如17钢具有较好的塑性和强度,适于制作承受冲击负荷的工、模具(如锻模、凿子、锤子等)和切削软材料的刀具(如木工工具)。
T8、T9钢淬火加热时容易过热,但硬度和耐磨性较高,一般用于制造形状简单的模具和切削软金属的刀具和木工工具。
过共析成分的碳素工具钢,如碳含量在0.95%~1.15%之间的T10、T11钢,在780~800℃加热,仍保持细晶粒组织,而且淬火后钢中有未溶的过剩碳化物,有利于耐磨,所以,这种钢应用较广,适宜制造耐磨性要求较高的模具,如冷冲模、拉丝模、切边模等。
碳含量在1.15%~1.35%之间的T12、T13钢,淬火后有较多的过剩碳化物,因此耐磨性和硬度高,韧性低,不宜制造承受冲击载荷的工、模具,而适于制造拉丝模、丝锥、板牙等。
各国模具钢、工具钢规格特性对照来源:国际模具网时间:2009-6-15 8:10:45模具钢、工具钢规格特性对照钢种韩重 美国 德国 瑞典 日本 出厂硬度 (交货基准)化学成分(%) 特性 淬火温度℃回火后硬度hrc用途 hjaisidinassabjiscsimnnicrmo塑料模具钢hp-1a 1050优化/assab760s55c 优化预硬化表面hs28-330.50-0.550.15-0.350.70-0.9 ≤0.5 / /良好的加工性和大为减少的加工时间一般杂货的型板玩具,精密部件的基材 hp-4a 4140优化2311holdexscm440优化预硬化表面hs38-440.36-0.440.15-0.350.85-0.95≤0.5 0.90-1.10.25-0.35良好的加工性和抗磨损性,加工变形微小 830-860大型模具的型板汽车保险杠,电视机后盖 hp-4ma p20优化 2738 assab718sncm 优化预硬化表面hs41-470.33-0.370.15-0.350.80-10.40-0.51.65-1.750.40-0.5良好的加工性和抗840-870大型模具的型板高磨损性,硬度分布均一 表面要求家用电器ham-70p21优化//daidonak80 预硬化表面 hsc37-410.05-0.250.10-0.7 1.00-2 2.00-4/0.20-0.5良好的加工性和表面光洁度,硬度分布均一 840-870汽车顶灯,冰箱蔬菜盒照明灯等透明件 hems-1a420优化2083es rs-136/s-136hsus420j2优化 退火hrc23-550.25-0.3 0.50-0.55 0.70-0.8 ≤0.312.0-12.5≤0.5良好的抗腐蚀性和精加工,高精度1000-1050 200-500℃hrc50-55 彩色显像管玻壳模具cd 、透镜、pvc 底盘热作std-61 h13 23448407skd61退火hb≤229 0.36-0.4 0.80-1.2 0.30-0.5 ≤0.25 4.50-5.5 1.00-1.5高清1000-1050550-680℃hrc≤53 压铸工具钢净度,结构均匀,良好高温强度和韧性空冷,油冷模具,热压模挤压模hds-1h13优化2344优化/skd61优化退火hb≤229专利进行中良好的韧性,热均裂性和软化抵抗性及硬化性1000-105真空,煤气550-680℃hrc≤53压铸模具,热压模冷作工具钢std-11d2优化2379 xw42skd11优化退火hb≤2251.40-1.60.15-0.350.25-0.5 / 11.0-13 0.80-1.2高清净度,结构硬度均匀1000-105空冷,油冷550-680℃hrc≥58修边模,成型模冲模,热压抗磨损,高强度模锻造用工具钢stf-4m6f2优化/ /skt4优化预硬化hrc42-480.49-0.540.20-0.30.95-1.051.95-2.10.95-1.10.45-0.55高清净度,良好的抗热冲击性和抗磨损性锻模热压模火焰硬化钢hfh-1 / / /hitachihmd5退火hb≤2250.70-0.80.90-1.050.70-0.8 ≤0.15 1.00-1.10.20-0.25火焰表面硬化处理,良好的抗磨损性和加工性875-950空冷,油冷150-200℃hrc≥61冲压模,修边模模具制造领域的14个常见问题解答时间:2006-3-6 8:52:371) 选择模具钢时什么是最重要的和最具有决定性意义的因素?成形方法-可从两种基本材料类型中选择。