有一天,小编收到一个小伙伴发来的信息……
你是做模具钢的吧?
是滴,我是模具人!
能否给我们介绍一下模具钢是什么呢?以及都需要哪些工艺流程呢?我们对此不是很了解。
你刚才问什么?
能不能给介绍一下模具钢是什么?都需要哪些工艺流程?我们不是很了解。
不是这句,是上一句
你是做模具钢的吧?
不是!

小编作为一名从事模具钢的人,竟然连如此简单的专业常识都无法说出。然而,本着为模具钢人名声负责的宗旨,小编回家后对专业知识进行了恶补,今天将向大家展示学习成果,为小伙伴们揭秘模具钢究竟是什么。
钢材的定义
钢材的含碳量在 0.0218%至 2.11%之间,它是铁碳合金。在普通钢材里添加 Cr、Mo、V、Ni 等合金成分,就形成了合金钢。我们的模具钢材都属于合金钢。
改变钢材性能的办法,主要有以下三方面:
1. 合金成分
碳:C
使淬火组织的硬度得以增加;会形成碳化物,进而提高耐磨性;会让韧性降低;会使可焊性降低
铬:Cr
提高钢的硬度,使其形成坚硬且稳定的碳化铬,以此来改善耐磨性;能够提升钢的淬透性;当 Cr 的含量超过 12%时,具有耐腐蚀的作用,并且能提供良好的抛旋光性。
钼:Mo
Mo 属于强碳化物形成元素,能够提升耐磨性。当 Mo 的含量大于 0.5%时,能够抑制其他合金元素所导致的回火脆性。它还可以提供红硬性以及热强度,并且能够提高淬透性和回火稳定性。
钒:V
能够形成硬度较高的碳化物,以此提升耐磨性;能够使钢的晶粒细化,降低过热的敏感性,进而提高钢的强度、韧性以及回火的稳定性。
镍:Ni
Ni能提高钢的淬透性;Ni能细化晶粒
硫(S)
常以 MnS 的形式存在于钢中,它会割裂基体的连续性,对材料的韧性、抗腐蚀性、抛旋光性、放电加工性、蚀纹性产生恶化影响,同时却能够提高材料的切削能力。
2.冶炼工艺
普通炼钢工艺
电渣重熔(ESR)
把粗钢坯放进电渣炉里,接着通入强电流,这样电炉就能产生很高的温度,促使粗钢坯熔化成钢水。钢水会流经电渣,其中的杂质会被电渣过滤并吸附,以此达到纯化的效果。整体来看,重熔速度是比较快的,然而,一些极为细小的杂质却并没有被除去。
真空电弧重熔(VAR)
在真空炉内,强电流被通入钢胚。钢胚底部开始熔化,杂质汽化成气体并被抽走。这样一来,钢材的纯度得以提高。同时,钢材是一滴一滴地凝固,凝固速度很快,其组织变得很致密。其特点是杂质去除得很彻底,但整体重熔速度较为缓慢。
3.热处理
钢材的热处理包含加热和冷却这两个过程。通过对加热温度、保温时间以及冷却速度进行控制,能够改变钢的性能,从而满足加工或使用的要求,这就是一个工艺过程。
主要的热处理工艺有:退火、淬火、回火。
模具钢按用途分类
1.冷作模具钢
冷作模具钢主要用于制造模具,这些模具用于对处于冷状态下的工件进行压制成型。例如冷冲裁模具、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。冷作模具钢的范围较为广泛镜面模具选用什么钢材,涵盖了各种碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢,以及粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢。
2.热作模具钢
热作模具钢主要用于制造模具,这些模具用于对处于高温状态下的工件进行压力加工。例如热锻模具、热挤压模具、压铸模具、热镦锻模具等。常用的热作模具钢有:含碳量中高,添加了 Cr、W、Mo、V 等合金元素的合金模具钢;对于有特殊要求的热作模具钢,有时会采用高合金奥氏体耐热模具钢来制造。
3.塑料模具钢
塑料的品种繁多,对塑料制品的要求差异极大,这就对制造塑料模具的材料提出了各式各样的性能要求。因此,许多工业发达的国家已经形成了范围广泛的塑料模具用钢系列。包括碳素结构钢,还有渗碳型塑料模具钢,以及预硬型塑料模具钢,再有时效硬化型塑料模具钢,包含耐蚀塑料模具钢,包括易切塑料模具钢,有整体淬硬型塑料模具钢,有马氏体时效钢,以及镜面抛光用塑料模具钢等。
把模具按寿命长短分为五级,对钢材的要求:
模具通常按照使用寿命的长短被分为五级。其中,一级的使用寿命在百万次以上;二级的使用寿命是 50 万到 100 万次;三级的使用寿命在 30 万到 50 万次;四级的使用寿命在 10 万到 30 万次;五级的使用寿命在 10 万次以下。

一级模具要求用可热处理且硬度约为 HRC50 的钢材,二级模具也有此要求。若不用这种钢材,模具易于磨损,注塑出的产品容易超差。所以所选钢材既要具备较好的热处理性能,又要在高硬度状态下有良好的切削性能,同时还要考虑其他方面。
通常会选用瑞典的 8407 以及 S136,美国的 420 和 H13,欧洲的 2316、2344、083,还有日本的 SKD61 和 DC53。这些原本是五金模材料,在特殊情况下会被使用。塑胶若具有强腐蚀性镜面模具选用什么钢材,通常会选用 S136、2316、420 等钢材。塑胶若具有弱腐蚀性,除了可选用 S136、2316、420 这些钢材外,还可以选用 SKD61、NAK80、PAK90、718M 等钢材。产品的外观要求会对模具材料的选择产生很大影响。对于透明件以及表面要求抛镜面的产品,能够选用的材料有 S136、2316、718S、NAK80、PAK90、420。透明度特别高的模具应该选择 S136,其次是 420。
三级模具使用预硬料较多。其牌号有 S136H、2316H、718H、083H 等。这些预硬料的硬度为 HB270 至 340。
四五级模具会使用 P20、718、738、618、2311、2711 这些材料。对于要求特别低的模具,还有可能会用到 S50C 和 45#钢,并且会直接在模胚上制作型腔。


