热变形模具钢详细分类
模具钢材选用.doc
模具钢材选用·doc模具钢材选用一、引言模具钢材是用于制作模具的重要材料，其质量和选用对模具的性能和寿命具有重要影响。
本文将详细介绍模具钢材的选用方法和注意事项。
二、模具钢材的分类根据使用要求和材料特性，模具钢材可以分为以下几类：1·冷作模具钢：适用于冷作模具，如冲压模具、弯曲模具等。
2·热作模具钢：适用于高温条件下的模具，如压铸模具、热剪模具等。
3·塑料模具钢：适用于塑料制品的模具，如注塑模具、吹塑模具等。
4·特殊用途模具钢：适用于特殊需求的模具，如引导模具、电子模具等。
三、模具钢材选用方法1·根据模具种类和工作环境选择合适的材料。
2·考虑模具的使用寿命和生产批量，选择耐磨性和耐腐蚀性良好的材料。
3·根据模具的尺寸和复杂度，选择具有良好加工性能的材料。
4·考虑模具的强度和韧性要求，选择具有合适力学性能的材料。
5·考虑成本和经济性，选择合适的材料。
四、模具钢材的常用品牌和性能1·冷作模具钢常用品牌：H13钢、D2钢、S7钢等。
具有较高硬度和耐磨性，适用于冷作模具。
2·热作模具钢常用品牌：H11钢、H13钢、718钢等。
具有较高耐热性和耐蚀性，适用于热作模具。
3·塑料模具钢常用品牌：P20钢、2311钢、2738钢等。
具有较高韧性和良好加工性能，适用于塑料模具。
4·特殊用途模具钢常用品牌：S136、NAK80、420等。
具有特殊要求的模具，根据具体需要选择合适的材料。
五、模具钢材的热处理1·淬火：根据不同材料和要求，进行适当的加热温度和保温时间，使材料达到适当的硬度。
2·回火：对淬火后的材料进行回火处理，提高材料的韧性和抗冲击性。
六、模具钢材的表面处理1·氮化处理：通过在模具表面形成一层氮化层，提高模具的硬度和耐磨性。
2·电镀处理：通过在模具表面电镀一层金属材料，提高模具的防锈性和耐腐蚀性。
模具钢材
一. 模具钢材分类1. 常规按化学成分来分：（1）碳素钢：S50C、S55C （2）合金钢：ⅰ低合金钢（≤5%）；ⅱ中合金钢（5%～10%）；ⅲ高合金钢（＞10%）。
2. 按使用情况来分：（1）塑胶模具钢，（2）冷作模具钢，（3）热作模具钢●一般塑胶模具钢以预硬态出厂，热作及冷作钢以退火态出厂。
3. 美国是最早在工具钢中列出塑料模具专用钢的国家，以P来表示为主，共分为五类。
渗碳型塑料模具钢：P1,P2,P3,P4,P5,P6。
这类钢含碳量很低，主要是美国早期及用挤压成型制模法，要求冷塑性好，有高的挤压性能，成型后表面渗碳淬火提高表面硬度，使用寿命长。
芯部超低碳可使淬火时变形量最小。
调质型塑料模具：P20,P21。
目前塑料模具中P20的用量很大，已成为主体，大多数在预硬状态时使用。
中碳合金工具钢用于热固性塑料模。
钢号有H13,而L12和S7，O1和A2也有应用。
这一类的特点是：1、基本属二次硬化金钢，500-600℃时的热强性好。
2、含铬较高，大气腐蚀性好。
3、淬透性极好，适用于大模块。
不锈钢用于耐蚀性要求高的塑料模，主要钢号有420,414L,440,416。
时效钢是经过时效处理而获得高的使用性能。
有两种，一种是P21低碳Ni-A1时效钢；另一类是18Ni 马氏体时效钢。
后者是用于宇航工业的无碳高纯度、高强度、高韧性的材料。
用于力学性能、尺寸精度、光洁度和耐蚀性都要求高的塑料模具中。
二. 模具钢材的选用1. 塑胶模具钢材的选用1）作为塑胶模具的选材，模具用钢材大致应满足如下要求：（1）优良机械加工性能：塑胶模具型腔的几何形状非常复杂，往往有深孔、深沟槽、窄缝等加工部位。
钢材必须具有易切削的性能。
（2）优良抛光性能：无论何种塑胶模具，其型腔的允许表面粗糙度极小，几乎都要求能做到镜面光泽。
要达到镜面光泽，首先钢材中的夹杂物要尽量少，而且不能有气泡存在，并且纤维组织均匀。
要达到镜面光泽，还有一点是钢材必须具有较高的硬度，一般不低于38HRC的硬度，最好为40～46HRC，而达到55HRC为最佳。
热作模具钢
标准钢号
国家标准GB/T 1299-2000《合金工具钢》列入了12个热作模具钢钢号。钢号分三类： 第一类是原有老钢种，如、、、等； 第二类是国内研制的新钢种，如、、、等； 第三类是从国外引进的通用钢种，如（H10）、（H11）、 （H13）、（W2）等。另外冷作模具用无磁模具 钢（），也常用于制造在700～800℃下使用的热作模具。
分类
热作模具钢的分类方法很多，可以根据合金元素含量及热处理后的性能分类，可以按用途分，也可以按合金 元素分类。
(1)按用途可分为热锻模用钢、热挤压模用钢、压铸模用钢，热冲裁模用钢。
(2)按耐热性可分为低耐热钢（350～370℃）、中耐热钢（550～600℃）、高耐热钢。
(3)按特有性能分为高韧性热作模具钢、高热强热作模具钢、高耐磨热作模具钢。
热作模具钢
含碳量低耐磨性高
01 性能要求
03 标准钢号
目录
02 成分特点 04 分类
热作模具钢是指适宜于制作对金属进行热变形加工的模具用的合金工具钢，如热锻模、热挤压模、压铸模、 热镦模等。由于热作模具长时间处于高温高压条件下工作，因此，要求模具材料具有高的强度、硬度及热稳定性， 特别是应有高热强性、热疲劳性、韧性和耐磨性。
(4)按合金元素分类可分为低合金热作模具钢（钨系、铬系和钼系）、中合金热作模具钢和高合金热作模具 钢（钨钼系和铬钼系）；或分为钨系热模钢、铬系热模钢及铬钨钼系热模钢。铬钨系高合金热作模具钢的高温强 度及热稳定性不及钨钼系，而冷热疲劳抗力及韧性比钨钼系高。
热作模具用钢
新型合金元素应用
研究并应用新型合金元素，优 化钢的成分和组织结构，提高 其综合性能。
表面处理技术发展
发展新型表面处理技术，提高 模具的耐磨性、耐腐蚀性和抗 热疲劳性能。
智能化制造
结合先进的信息技术，实现热 作模具用钢的智能化生产和加 工，提高生产效率和产品质量
。
06 热作模具用钢的维护与保 养
使用条件与寿命要求是热作模具用钢选用的重要依据，需要考虑模具的工作环境、温度、压力、耐磨性、抗疲劳 性能等因素。
详细描述
在选用热作模具用钢时，需要了解其使用条件，如工作温度、压力、摩擦磨损情况等。同时，需要考虑模具的寿 命要求，包括耐磨性、抗疲劳性能等，以确保模具在使用过程中能够保持优良的性能和较长的使用寿命。
锻造
锻造工艺是将轧制后的钢材加热至高温，然后通过锻锤或压力机进行塑性变形，以细化 组织、提高力学性能和耐热性。
热处理与表面处理
热处理
热作模具用钢的热处理工艺主要包括淬火和 回火，通过控制加热温度、冷却速度和回火 温度，以获得所需的硬度和韧性。
表面处理
表面处理工艺主要包括喷丸强化、渗碳淬火 和氮化处理等，以提高模具表面的硬度和耐 磨性，延长使用寿命。
采用表面强化技术，如渗碳、渗氮等， 提高模具表面的硬度和耐磨性，延长 使用寿命。
优化热处理工艺
通过合理的热处理工艺，改善模具的 组织结构和性能，提高其抗疲劳性和 韧性。
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特性
具有优良的耐热性、耐磨性和韧 性，能够承受高温和高压，保持 较高的硬度和强度，同时具备良 好的抗疲劳性能和抗氧化性能。
分类与应用
分类
根据用途和性能要求，热作模具用钢 可分为多种类型，如H13、 3Cr2W8V等。
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。
热作模具钢
热作模具钢一、定义什么是热作模具钢呢？大家都知道模具的用途以及制造方法不一样，我们习惯将模具材料中的模具钢分为三大类，热作模具钢就是其中之一，它是用来制造热作模具的模具钢。
综上所述，相信大家已经对什么是热作模具钢有了一定了解。
二、分类根据模具制作程序的不同可将热作模具钢分为三大类：锤锻模具钢、热挤压模具钢、压铸模具钢。
三、性能要求热作模具钢除应具有高的硬度、强度、红硬性、耐磨性和韧性外，还应具有良好的高温强度、热疲劳稳定性、导热性和耐蚀性，此外还要求具有较高的淬透性，以保证整个截面具有一致的力学性能。
对于压铸模用钢，还应具有表面层经反复受热和冷却不产生裂纹，以及经受液态金属流的冲击和侵蚀的性能。
这类钢一般属于中碳合金钢，碳质量分数在0.30%~0.60%，属于亚共析钢，也有一部分钢由于加入较多的合金元素（如钨、钼、钒等）而成为共析或过共析钢。
常用的钢类有铬锰钢、铬镍钢、铬钨钢等。
四、典型的热作模具钢举例常用的热挤压模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5%Cr型等热作模具钢。
常用锤锻楼用钢有5CrNiMo、5CrMnMo、5CrNiW、5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。
常用的压铸模具钢有4CrW2Si、3Cr2W8V、40Cr、30CrMnSi及40CrMo。
五、用途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。
六、常用的进口热作模具钢进口热作模具钢在各国的牌号比较多，下面只例举几常见的牌号：H13、SKD61、2344、8407、8418、FDAC等等。
模具钢热处理
3、塑料模具的热处理 消除锻造应力； 锻造后退火 降低硬度，利于切削加工； 为随后的淬火作组织准备。 淬火及回火 淬火：提高硬度和耐磨性 回火：淬火后工件中存在很大的内应力，必须及时回火， 否则会使工件发生变形或开裂。
四、模具钢表面处理
为了提高模具的耐磨性、抗疲劳能 力及减小变形，延长模具的使用寿命， 也可采用渗氮、氮碳共渗（软氮化）和 渗硼等对模具局部表面进行化学热处理。
冷作模具钢的选择
CrWMn SKS3（日本） 不变形油钢
Cr12MoV SKD11（日本） 耐磨韧性铬钢
8407（瑞典）
３、冷作模具的制造工艺路线
（1）一般成形冷作模具：锻造→球化退火→机械加工成
形→淬火与回火→钳修装配。
（2）成形磨削及电加工冷作模具：锻造→球化退火→机
械粗加工→淬火与回火→精加工成形→钳修装配。
回火屈氏体和 回火索氏体
时间
二、冷作模具钢—制造冲压、挤压、冷镦模具
属于接近室温状态下对金属进行冷变形加工的模具。 1.冷作模具的性能要求： 高硬度 良好的耐磨性 足够的强度和韧性 2.冷作模具用钢 （类似刃具钢） 凸模 冲 孔 落 料 模
凹模
T10A、9SiCr、9Mn2V、CrWMn等都可以作为 冷作模具钢。 对于尺寸较大、重载或要求尺寸精度较高、热处 理变形小的模具，一般用Cr12、Cr12MoV等钢。
常用模具钢与热处理
模具钢：用于制造冲压模、锻模、 挤压模、 压铸模、塑料模等的钢。
根据模具的工作条件不同，可分为： 热作模具钢 冷作模具钢 塑料模具钢
一、热作模具钢——制造热锻模具和压铸模具
热作模具属于受热状态下对金属进行变形加 工的模具，也称为热变形模具。 1.工作条件及性能要求 热作模具工作的过程中受到很大的压应力、 张应力、弯曲应力及冲击应力。热作模具工作时 反复受热和冷却，易发生热疲劳而龟裂等。 故要求其具有下性能： 足够的强韧性 扳 手 热 锻 模 下 模
热作模具钢
热作模具钢2、有较高的韧性和耐冷热疲劳性能。
3、在中温条件下具有很好的韧性、热疲劳性能和一定的耐磨性。
4、空淬热处理变形小，空淬时产生的氧化皮倾向小，而且可以抵抗熔融铝的冲蚀作用。
用途：1、适用于制造铝合金型材的热挤压模与芯棒。
2、模锻锤的锻模、锻造压力机模具、精锻机用模具锤块。
3、模腔升温低于600℃的铝、铜及其合金压铸模。
2、钢材断面在80mm以下时可以淬透。
3、钢的相变温度较高，抵抗冷热交变的耐热疲劳性良好。
4、韧性和塑性较差。
用途：1、可用于制造高温下高应力但不受冲击负荷的凹凸模。
2、可用于制造承受较大压应力、弯应力、拉应力的模具。
3、可用于制造高温下受力的热金属切刀用途：用于制造形状简单，厚度小于250毫米的小型锤锻模，各种热挤压模。
冷作模具钢特点：应用广泛的冷作模具钢，属高碳高铬类型的莱氏体钢；具有较好的淬透性和良好的耐磨性，淬火变形小；冲击韧性较差，易脆裂，容易形成不均匀的共晶碳化物。
用途：多用于制造耐磨性能高，受冲击负荷较小的冷作模、冲头、冷切剪刀、钻套、量规、拉丝模、压印模、拉丝板、拉延模以及螺纹滚模等模具。
加工材料不硬的刀具，高耐磨、长寿命的塑料模具。
的淬透性、强度和韧性，使钢的综合性能更好。
用途：用于制造要求高耐磨性的大型复杂冷作模具，如冷切剪刀、切边模、拉丝模、搓丝板、螺纹滚模、滚边模和要求高耐磨的冷冲模和冲头等。
用途：适用于精密冲剪冲压模，难加工的冷锻、深抽和挫牙用模及高速冲剪冲头，不锈钢板冲头。
塑料模具钢2、具有良好的镜面加工性能，模具表面粗糙度好。
3、在加工模具前已经预硬化处理，可直接使用，既保证模具的使用性能，又避免热处理引起模具的变形。
用途：适于制造大中型的和精密的塑料模具以及低熔点锡，锌，铅合金用的压铸模等。
.由于有Ni的作用,该钢较P20有更高的淬透性,强韧性和抗蚀性,可以使大截面尺寸的钢材在调质后具有较均匀的硬度分布,有很好的抛光性能和很低的表面粗糙度值.该钢制造模具时,一般先进行调制热处理,硬度为29~35HRC(即预硬化),然后加工成模具可直接使用,这既保证了大型和特大型模具的使用性能,又避免了热处理引起模具的变形.用途：要用在大型塑胶模具,模架上.如汽车保险杠,电视机外壳模具等. 适合要求高光整度的模具如生产硬胶(PS)及超不淬胶(ABS)等.制模，耐腐蚀性能良好；镜面抛光效果优异用途：适于制作超镜面塑胶精密模具耐腐蚀高硬度塑胶模具等。
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热变形模具钢详细分类
热变形模具钢是用来制造加工炽热伏态金属，使其成型用的模具钢种。
根据工作条件，可分为锤锻模具钢、热顶锻模具钢、热挤压模具钢和热压铸模具钢等。
现以锤锻模具钢的工作条件为例，来讨论其要求。
(1)热锻模在工作时，以很大的冲击力作用于处于炽热状态的工件，使其发生塑性变形。
这就要求模具有高的度强度、韧性和一定的耐磨性；
(2)由于模具与炽热金属接触，在较高温度下工作，要求模具具有高的回火稳定性；
(3)模具工作时反复受热受冷，热锻模多半是由于这种反复的冷热工作应力，而产生疲劳裂纹，导致模具的损坏。
因此，要求模具钢要有良好的耐热疲劳性能；
(4)由于模具尺寸较大，为了使整个截面都能获得一定的机械性能，要求模具钢应有高的淬透性；
(5)要求模具钢应有良好的导热性，使模具面的热量能尽快散开，从而使模面工作温度不致过高。
常用热变形模具钢的热处理工艺参数和用途，列于表1-6中。
综上所述，热变形模具钢必须具有高韧性、高强度和一定的硬度。
还应有较好的导热性。
因此，热变形模具钢一般为中碳钢，含碳量在0.3~0.69%之间。
如果含碳量过高，会使钢的韧性下降，导热性也较差。
为了提高钢的强度和韧性，热变形模具钢中常含有铬、镍、硅、锰外，尚加入钼、钨、钒等元素，以提高钢的回火稳定性，并抑制钢的可逆回火脆性。
为了保证良好的综合机械性能，热处理后的组织应为回火索氏体。
热变形模具钢主要有铬钼钢、铬镍钢、硅锰钢、铬锰钼钢、铬镍钼钢和钨铬硅钢等。
锤锻模以5CrNiMo及5CrMnMo钢为主，热顶锻模和热挤压模以4CrW2Si钢为主，而压铸模则以3Cr2W8V钢为主。
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