模具材料的分类
模具的加工对象由原来的金属材料扩大到塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、纸张等许多领域。模具用途很广,品种繁多,工作条件各异,而且模具中各个零件所承受的应力不同,失效因素也不同。有的要求有高的强度、韧度;有的要求有高的抗磨损或耐腐蚀;有的要求具备极高的表面加工性能和表面光亮度等。因此,制造模具及其零件的原材料很多,如钢、铸铁、非铁金属及其合金、高温合金、硬质合金、钢结硬质合金、有机高分子材料、无机非金属材料、天然或人造金刚石等。广义而言,像木材、陶瓷、石膏、型砂等也可算作制造模具的原材料。
模具钢的分类
作为模具制造的原材料,钢是主要的。用量大、应用面广,价廉易得。且可通过热处理改变它的诸多性能,软硬刚韧均可适当调整来满足不同的需要。
钢的分类我国已有标准明确规定(GB/T 13304-1991)按化学成分分类,有非合金钢、低合金钢、合金钢三类。细分类,可分Cr系、Cr-Ni系、Mo系、Cr-Mo系等;高速钢有W系、W-Mo系、Co系等。由于分类的目的不同或分类的依据(标准)不同,可以有不同的划分;不同国jia,由于国情不同,其分类标准、习惯、结果也不同。
按用途分类是常用的方法。中国钢类分四大类,即结构钢、工具钢、特殊性能钢和专注用钢。模具作为工具,主要采用工具钢是理所当然的。工具钢是为制造各种刃具、模具、量具、冲击工具、手工工具等的需要而研制、生产的一系列高品质的钢种。其中制作模具主要零件的合金工具钢属于特殊质量钢。工具钢按化学成分特点,又可分为碳素工具钢(非合金工具钢)、合金工具钢和高速工具钢三大类。这是通用的分法。
合金工具钢按用途分,如GB/T1299-2000,又可分为量具钢、刃具钢、耐冲击工具钢、冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢和无磁模具钢几个主要类别。工具钢是模具钢的母类,模具钢是工具钢的子类、冷作、热作、无磁、塑料模具钢是模具钢的子类。一个子类区别于其他子类的特征,称为子类差。
原来,模具的加工对象是加工对象是金属材料,按操作时工作温度的高低(通常以钢的再结晶温度温度为界)这一标准,分冷作模具和热作模具两大类。以后,塑料作为重要的原材料进入制造业和日常生活制品领域,为满足塑料模具的特殊需要,研制开发了一批专门用于塑料模具的新钢种,且成为一个完整的体系,这样就成为第三个大类(目前世界上仍有国jia把塑料模具钢归入热作模具钢类)。
模具钢的分类方法很多,依据模具钢的特性、使用性能和工艺性能把冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢再细分类,可分为高耐磨模具钢、高强韧性模具钢、高耐热性模具钢、抗冲击模具钢、耐腐蚀模具钢等。按模具钢的用途分,可分为压铸模具钢、冷冲压模具钢、冷挤压模具钢、热挤压模具钢、锻模模具钢等。按模具钢的化学成分(合金化)来分,可分为非合金模具钢、高碳高铬型模具钢、低合金模具钢、中合金空气淬硬钢、高合金模具钢等。按模具钢的工艺特点分,可分为水淬模具钢、油淬模具钢、空冷模具钢、易切削模具钢、火焰淬火模具钢、渗碳型模具钢、预硬型模具钢、时效硬化型模具钢等。
同一牌号的模具钢,以常用的4Cr5MoSiV1钢为例,在中国模具钢市场上,可能有以下六种情况几十种牌号:
⒈中国国jia标准钢号为4Cr5MoSiV1,行业标准钢号为SM4Cr5MoSiV1.
⒉中国模具钢生产企业的牌号为FT413(抚顺特钢公司生产的4Cr5MoSiV1)、SW(Q)(上海五钢公司生产的4Cr5MoSiV1)、HCC722、HCC821(江苏市美港特殊钢材有限公司研发)。
⒊中国仿制的外国钢号为SW(P)H13,相当于美国H13钢。
⒋外国标准钢号如D2、H13、P20(AISI)、SKD11、SKD61(JIS)。
⒌外国企业牌号如DHA1、DHA-WORLD、DH31-S、DH31-EX、NAK80、NAK-PRM、NAK101、S-ST