模具钢和工具钢
冲压模具材料的种类及特性
冲压模具材料的种类及特性
冲压模具是制作金属零部件的重要工具之一，它承受着巨大的压力和冲击力。
因此，选择合适的材料来制造冲压模具对于保证其使用寿命和使用效果至关重要。
1.工具钢
工具钢（Tool Steel）是一种常用的冲压模具材料，其特点是具有较高的硬度、韧性和耐磨性。
常见的工具钢有Cr12MoV、Cr12、CrWMn等，它们具有良好的切削性能和耐磨性，适用于制作剪切模和冲裁模。
2.高速钢
高速钢（High Speed Steel）属于具有高硬度和高耐磨性的合金钢，适用于制作冲压模具中的剪切刃。
高速钢具有优良的热硬性，能够在高温下保持较高的硬度，因此适用于制作高速剪切模。
3.硬质合金
硬质合金（Cemented Carbide）是一种由碳化物和金属粉末烧结而成的材料，常用的成分为钨碳化物（WC）和钼碳化物（Mo2C）。
硬质合金具有极高的硬度、耐磨性和抗腐蚀性，适用于制作冲击和压力较大的模具，如冲头和冲模。
4.粉末冶金材料
粉末冶金材料（Powder Metallurgy Material）是由金属粉末冶炼和压制制造而成的材料，具有较高的硬度、韧性和耐磨性。
由于制造的过程可以控制材料的孔隙率和颗粒大小，粉末冶金材料能够在模具中形成复杂的形状和结构，适用于制作复杂的冲压模具。
5.硬质合成材料
不同的冲压模具材料各有特点和适用范围。
在选择材料时，需要根据冲压件的形状、尺寸和使用环境等因素综合考虑。
同时，还需要结合实际工艺要求和经济效益进行综合评估，选择最合适的材料来制造冲压模具。
第4章工模具用钢介绍
回火 态
高速钢的退火组织(400X)
高速钢的铸态组织 (400X) 20
K不均匀性 结果
①各向异性； ②形变时易应力集中开裂； ③热处理工艺性变坏
8
2、低合金工具钢
合金 化
Cr、Si、W、Mo、Mn 、V等元素， ↑耐磨性和回稳性，↑淬透性→采用 缓冷方式，↓变形开裂
淬火 工艺
T淬为Ac1 +30~50℃ 油冷， 熔盐分级淬火， 等温淬火(B等温淬火和M等温淬火)
含碳量0.5％~0.6％的M+未溶粒状K
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一般 组织
合金元素具体作用 Cr: 1%左右，细化K，均匀分布；
一般含 0.6~1.3%C→ M+足够数量K 。M硬 度高、切断抗力较高、耐磨性好。 什么 M ? Cr、W、Mo、V等:↑淬透性、耐磨性和 热稳定性； Mn、Si辅助加入:↑淬透性，回稳性 第二相K → 球状、细小、均匀分布。 2
成分 组织
工艺 特点 变形 开裂 倾向
锻造 → 球化退火→不完全淬火 淬火工艺参数要求严格。 热应力 组织应力 变形 开裂 工艺 措施
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断口法→碳素工具钢和低合金工具钢；
淬透 性
端淬法→合金工具钢，以端淬曲线上 60HRC处距水冷端距离表示。 淬透性作用强弱顺序： Si、Mn、Mo、Cr、Ni
Me↑淬透性,只有溶入A中，才起作用；
Me作用随钢中含碳量而变化，如Si。
注意点 工具钢淬透性随热处理条件而变化,如V
6
Si对不同含C量钢的淬透性影响
定比碳经验规律设计→ 最大二次硬化效应 C%＝0.033%W + 0.063%Mo + 0.20%V + 0.060%Cr →合金元素之间的相对控制法.必须解决成分-性能间 数学模型,控制参数的数值范围. 16
模具材料全解
模具材料全解模具材料是制作模具的重要组成部分，它直接影响到模具的质量、寿命和生产效率。
在模具制作过程中，会使用到各种不同的材料，本文将介绍一些常用的模具材料及其特点。
1.工具钢：工具钢是最常见的模具材料之一，其主要成分是碳、铬、钼、钴等合金元素。
工具钢具有优良的切削性能、耐磨性和热稳定性，适用于制作各种中小型模具。
工具钢分为冷作工具钢和热作工具钢两种类型，根据使用环境和要求选择合适的工具钢材料。
2.铝合金：铝合金具有轻质、塑性好、导热性能好等特点，在模具制作中常用于制作注塑模、压铸模等。
铝合金材料具有良好的加工性能，易于切削和成形，适用于制作大型模具。
3.铜合金：铜合金具有良好的导热性和导电性能，具有较高的强度和硬度，常用于制作冷挤压模、铸造模等。
铜合金具有良好的耐磨性和热稳定性，适用于高温环境下的模具制作。
4.高分子材料：高分子材料如尼龙、聚氨酯等在模具制作中用于制作注塑模、压铸模等。
高分子材料具有优良的耐磨性、耐腐蚀性和绝缘性能，适用于模具表面处理和内部结构制作。
5.高温合金：高温合金具有良好的高温强度、耐热腐蚀性和抗氧化性能，适用于高温环境下的模具制作，如压铸模、锻造模等。
高温合金具有较高的硬度和强度，能够抵抗高温和高压力的作用。
6.复合材料：复合材料由两种或多种材料组成，具有特殊的物理和化学性能，适用于模具制作中的特殊要求。
常见的复合材料包括碳纤维复合材料、玻璃钢等，它们具有较高的强度、刚度和耐腐蚀性，适用于制作高性能模具。
模具材料的选择应根据具体的使用环境和要求来确定，要考虑到模具的寿命、生产效率和成本等因素。
不同的模具材料具有不同的特点和适用范围，根据具体的制作要求选择合适的材料是保证模具质量的重要环节。
常用钢材的分类和用途
常用钢材的分类和用途钢材是一种重要的工业材料，广泛应用于建筑、制造业、汽车工业以及机械制造等领域。
钢材可根据其化学成分、制造工艺、力学性能等特征进行分类。
以下将介绍一些常用钢材的分类和用途。
1.碳钢：碳钢是指含有少量碳元素的钢材，一般碳含量不超过2.11%。
根据碳含量的不同，可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢具有良好的可塑性和焊接性，广泛用于汽车、建筑和电气工业。
中碳钢具有较高的强度和硬度，常用于制造机械零件。
高碳钢强度更高，但韧性较差，常用于制造刀具、弹簧和轴承等。
2.不锈钢：不锈钢是一种耐腐蚀性能较好的钢材，其中主要添加合金元素为铬。
不锈钢可分为铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢等。
不锈钢具有良好的耐高温、耐腐蚀和耐磨损性能，被广泛应用于化工、医疗器械、石油和食品加工等行业。
3.合金钢：合金钢是指在普通碳钢中添加合金元素的钢材。
根据添加的合金元素不同，可分为低合金钢和高合金钢。
低合金钢具有较高的强度和耐磨性能，常用于汽车和机械制造。
高合金钢具有较高的抗腐蚀性、耐热性和耐磨性，常用于航空、航天和化工等领域。
4.工具钢：工具钢是一种专门用于制造刀具和工具的特殊钢材。
根据其特殊要求，工具钢可分为高速切削钢、模具钢和冷作工具钢等。
高速切削钢具有较高的硬度和耐磨性能，适用于高速切削加工。
模具钢具有较高的硬度和韧性，适用于制造模具和模具零件。
冷作工具钢具有较高的硬度和耐磨性能，适用于制造冷作模具和模具零件。
5.高强度钢：高强度钢是指抗拉强度大于等于540MPa的钢材，具有优良的强度和塑性。
高强度钢可分为汽车用高强度钢和构件用高强度钢。
汽车用高强度钢应用在汽车制造中，可以减轻车身重量，提高燃油效率和安全性能。
构件用高强度钢应用于工程建设中，可以减少材料用量，提高项目质量和安全性能。
总结起来，钢材的分类和用途众多。
以上只是列举了一些常见的钢材分类和用途，不同的特性使得不同的钢材适用于不同的场合。
随着科技的发展和工艺的进步，钢材的种类和应用范围将会更加丰富和广泛。
模具材料有哪些种类
模具材料有哪些种类模具是工业生产中的重要工具之一，而其中的材料种类也是非常多的。
模具材料的选择与使用都会有影响生产效率和产品质量的因素。
本篇文档将介绍模具材料的种类，包括金属材料、非金属材料、陶瓷材料以及高分子材料。
一、金属材料金属材料是模具材料中最常见的一种。
金属材料可以分为两类：铸造材料和工具钢。
1. 铸造材料铸造材料是指工业生产中用来制造模具的一种材料。
这种材料具有一定的热膨胀系数和热导率，可保证高温下模具的稳定性。
铸造材料常用于制造大型模具，它可以承受较大的压力和热量。
常见的铸造材料有：灰口铸铁、高铬铸铁等。
灰口铸铁强度较高，且易于切削加工，但耐热性差，一般只能使用在低温下的模具中；高铬铸铁则具有较好的抗热性，也常用于制造大型模具。
2. 工具钢工具钢是一种具有高硬度、高强度和高耐磨性的金属材料。
主要用于制造各种高精度模具，如塑料模具、压铸模具、模具零件等。
工具钢精度高，硬度大、韧性好，可保持模具的尺寸精度和表面质量。
常见的工具钢有：在国内的309、1045、T10A钢等等。
它们都具有硬度高、耐磨、抗热和耐冲击等优点，因此可以用于制造各种高精度模具。
二、非金属材料非金属材料指不含金属的模具材料，如陶瓷和石英。
这种材料可以抵抗高温、高压和腐蚀，所以被广泛用于电子和半导体工业的生产中。
1. 陶瓷材料陶瓷是一种非金属材料，它具有高强度、耐磨、抗氧化和耐腐蚀等特性。
陶瓷可以用于制造高精度模具，如精密陶瓷模具、半导体晶圆等。
它的很大优势还在于其抗腐蚀性和耐高温性，可以承受强腐蚀性介质的侵蚀，且在高温下不产生变形、膨胀甚至熔化。
常见的陶瓷材料有：氧化铝、氧化锆、碳化硅等。
它们硬度高、致密、抗腐蚀、耐磨等特性非常突出，常用于制造高精度的陶瓷模具和陶瓷零件。
2. 石英材料石英具有高硬度、高耐磨、抗氧化和耐腐蚀等特性。
它所制造的模具精度高、表面质量好，被广泛应用于电子工业和制造半导体产品的过程中。
石英的很大优点在于其化学稳定性和高温稳定性，可以保证生产过程中的稳定和安全。
常用模具钢类别与特点
常用模具钢类别与特点
模具钢是用于制造模具的一种钢材。
随着现代工业的发展，模具钢也越来越重要。
模具钢的品种繁多，不同的模具应选择不同的钢种。
本文将会介绍常用模具钢的类别和特点。
一、低合金冷作模具钢
低合金冷作模具钢适用于生产钣金压制件和注塑模具。
该钢种的耐磨性和耐腐蚀性都比较不错，而且硬度容易控制，因此它适用于生产大量的小型模具。
二、高碳铬钼合金冷作模具钢
高碳铬钼合金冷作模具钢硬度大、耐磨性好、韧性高，适用于生产大型工件。
三、低合金热作模具钢
低合金热作模具钢是一种常用的模具钢种。
低合金热作模具钢具有耐高温、硬度高、耐磨性好、易加工等特点，适用于生产锻模、压铸模、螺丝模等模具。
四、高合金热作模具钢
高合金热作模具钢是一种优质的模具钢材料，适用于生产高质量、高精度的模具。
该钢种的热稳定性能好，耐热性能强，使用寿命长。
五、合金工具钢
合金工具钢是一种高品质的模具钢材料，适用于生产高精度且高强度的模具。
该钢种的合金成分较高，硬度高、耐磨性好、韧性较强，适用于生产高质量的模具，如冲压模和塑料模具。
六、特殊材料
特殊材料的模具钢一般用于生产特殊形状的零件，具有良好的耐热、耐腐蚀、高强度等特性。
该钢种通常需要采用特殊的生产工艺，因此价格相对较高。
总之，模具钢的种类繁多，每种钢材都有其特殊的特点和用途。
在选择模具钢时，应根据不同的模具应用选择合适的钢种。
第四章工具钢
（2）改善碳化物不均匀性的措施：
a-采用200～300kg小锭型，使钢锭凝固快， 减少结晶时宏观偏析，莱氏体共晶也细小
b-采用扁锭加快凝固，一般用630kg型，减少 集中偏析，使莱氏体共晶细小
（4）碳的作用 ➢提高回火硬度、热硬性
➢缺点：加重碳化物不均匀性；增加残留奥 氏体
（5）钴的作用 ➢非碳化物形成元素 ➢提高马氏体回火稳定性，提高热硬性
➢钴与钨、钼原子间结合力强，可减低钨钼 扩散速率，减慢合金碳化物析出和聚集长 大，增加热硬性。
（6）微合金元素的作用
➢N：提高M6C的稳定性，减小聚集倾向。N 可细化奥氏体晶粒，提高晶界开始熔化温 度，提高了淬火温度和合金元素溶解量， 增加淬火回火硬度和热硬性。
➢剩余碳化物总量不高，韧性较好。
2.热作模具钢
➢金属的热成型：
➢一种是对红热的固态金属施加压力，使之在模 具腔内热变成型，如锤锻、挤压；模具表面可 达600℃，局部可高于650℃；
➢另一种是在压力下使熔融金属注入模具腔内凝 固，即压铸，模具表面温度可达800℃；
➢模具钢需要有：高抗热变形能力，高韧性， 高抗热疲劳、抗热烧蚀性
MC是以钒为主的VC
高速钢属于高合金莱氏体钢，Fe、C、合金 的多元相图。
过烧现象：
淬火温度超过 1320℃将发生 过烧现象，晶 界局部熔化， 碳化物全部溶 解，晶内出现 δ相。
2.碳化物不均匀性
碳化物的均匀分布程度是考核高速钢的主要 技术指标。
（1）不均匀碳化物的影响：
a-淬火加热时，碳化物稀少区奥氏体晶粒易 粗化，淬火开裂倾向大；碳化物密集区脆 性大，易引起崩刃。
模具钢种类及寿命
模具钢种类及寿命模具钢是制造模具的重要材料，根据不同的使用环境和要求，模具钢也有不同的种类和寿命。
以下是对几种常见模具钢种类及其寿命的介绍。
首先，我们来说一下普通碳素钢。
普通碳素钢是最常见的模具钢种类之一，具有较低的成本和良好的加工性能。
然而，由于其碳含量较高，容易产生磨损和变形，因此其寿命相对较短，通常在50000次左右。
其次，我们来说一下工具钢。
工具钢是一种具有高硬度和耐磨性的模具钢，适用于制造高精度模具。
工具钢的寿命一般在100000次以上，甚至可以达到几十万次，这要归功于其抗磨损和抗变形的特性。
再次，我们来说一下优质合金钢。
优质合金钢是一种含有多种合金元素的模具钢，具有很高的硬度、韧性和耐磨性。
优质合金钢的寿命一般在200000次以上，甚至可以达到数百万次。
这种模具钢适用于制造要求高、使用频率大的模具，可以大大提高模具的使用寿命。
最后，我们来说一下高速钢。
高速钢是一种具有高硬度和高耐磨性的模具钢，适用于制造高速切削模具。
高速钢的寿命通常在300000次以上，甚至可以达到数百万次。
这种模具钢具有出色的耐磨性和热稳定性，适合长时间高速切削作业。
需要注意的是，模具钢的寿命与使用条件、保养和保养周期紧密相关。
正确的使用和维护可以延长模具钢的使用寿命，提高模具的生产效率和质量。
综上所述，模具钢种类及其寿命各有差异。
选择适合的模具钢种类，并正确使用和维护，可以提高模具的使用寿命和生产效率。
在模具制造过程中，我们应该根据具体的需求和要求，选择合适的模具钢，以满足不同的工作环境和要求。
只有合理使用和保养模具，才能充分发挥模具钢的优势，提高模具的使用寿命。
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冷作模具钢
1.美国牌号D2，德国牌号1.2379，瑞典牌号XW-41，日本牌号SKD11，中国牌号Cr12Mo1V1。
其钢材特性：高强度韧性耐磨高铬钢。
钢材用途：重承载的冲压模具，槎丝模，冷挤压工具。
2.日本牌号SKD11，中国牌号Cr12MoV。
其钢材特性：高强度耐磨高铬钢。
钢材用途：高耐磨冲模及冲头，深拉模，冷挤模，陶瓷制品模。
3.美国牌号D3，德国牌号1.2080，瑞典牌号XW-5，日本牌号SKD1，中国牌号Cr12。
其钢材特性：高强度高铬钢。
钢材用途：冷冲模及冲头，拉伸模，冷挤模。
4.美国牌号O1，德国牌号1.2510，瑞典牌号DF-2，日本牌号SKS3，中国牌号CrWMn。
其钢材特性：高淬透性冷模钢。
钢材用途：铂金钐模，样板，五金箔片冲压模，丝公，丝板测规模。
热作模具钢： 1. 美国牌号H13，德国牌号1.2344，瑞典牌号8407，日本牌号SKD61，中国牌号4Cr5MoSiV1。
其钢材特性：耐热压铸模钢。
用途：镁，锌，合金挤压及压铸模，锤锻，塑胶模。
2.美国牌号H13（ESR），德国牌号1.2344，瑞典牌号8407，日本牌号SKD61，中国牌号4Cr5MoSiV1(电渣）。
其钢材特性：高纯度耐热压铸造模钢。
用途：热挤压模，各种锻模，电子塑胶模具。
3. 美国牌号H21，日本牌号SKD5，中国牌号3Cr2W8V。
其钢材特性：耐高温压铸模。
用途：镁，锌，铝，合金挤压模。
4. 美国牌号6G，日本牌号SKT5，中国牌号5CrMnMo。
其钢材特性：耐热耐磨锻模钢。
用途：各种中小型热锻模热挤压模。
5. 美国牌号L6，德国牌号1.2713，日本牌号SKT4，中国牌号5Cr5NiMo。
其钢材特性：耐热耐磨锻模钢。
用途：比5CrMnMo韧性更佳之大型锻模。
塑胶模具钢： 1.美国牌号P20，德国牌号1.2311，瑞典牌号618，日本牌号PDS-3，中国牌号3Cr2Mo。
其钢材特性：预硬塑胶模具钢。
用途：通用型各种大，中，小型塑料模具。
2.美国牌号P20+Ni，德国牌号1.2738，瑞典牌号718，日本牌号PDS-5，中国牌号3Cr2NiMo。
其钢材特性：超级预硬塑胶模具钢。
用途：长期生产塑胶模。
3.美国牌号420，德国牌号1.2346，瑞典牌号S136，日本牌号SUS420，中国牌号4Cr13。
其钢材特性：抗腐蚀塑胶模具钢。
高速工具钢：1. 美国牌号M2，德国牌号1.3343，日本牌号SKH51，中国牌号W6Mo5Cr4V2。
其钢材特性：高速切削用钢。
用途：在螺丝模，精密冷冲模，大头成形模，刀模等。
2.中国牌号W9Mo3Cr4V。
其钢材特性：高速切削用钢。
用途：高速切削刀具，高速精密冲压模，复杂模薄片冲压模。
3.美国牌号T1，日本牌号SKH2，中国牌号W18Cr4V。
其钢材特性：高
速切削用钢。
用途：高速耐热耐磨刃具，调温轴承，模具，轧辊。
碳素工具钢：
美国牌号W1A-9，德国牌号1.1645，日本牌号SK4，中国牌号T10。
其钢材特性：通用工具模具用钢。
用途：普通用途工具钢，形状简单，精度氏的量具，刃具。