模具鋼材及特性

1、 通常來講： 模具鋼材統(tǒng)稱為特殊鋼，一般鋼材稱為結(jié)構(gòu)鋼。鋼材分為：預(yù)硬鋼 冷作剛 熱作剛 工具鋼鋼材成分為：C（碳）（碳）Si（硅）（硅）Mn(錳）錳）P（磷）（磷）S（硫）（硫）Cr（鉻）（鉻）Ni(鎳）鎳）Mo(鉬）鉬）V（釩）（釩）Ti(鈦）鈦）W（鎢）（鎢）Nb（鈮）（鈮）Cu（銅）（銅）Al(鋁）鋁）B（硼）（硼）N（氮）（氮）Xt（稀土）（稀土）Co（鈷）（鈷）等等18鐘化學(xué)成分。鐘化學(xué)成分。 碳碳(C):鋼中含碳量增加，屈服點(diǎn)和鋼中含碳量增加，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度升高抗拉強(qiáng)度升高 ,但塑性和沖擊性降但塑性和沖擊性降低，當(dāng)碳量低，當(dāng)碳量0.23%超過時(shí)，鋼的焊超過時(shí)，鋼的焊接性能變壞，

2、因此用于焊接的低合接性能變壞，因此用于焊接的低合金結(jié)構(gòu)鋼，含碳量一般不超過金結(jié)構(gòu)鋼，含碳量一般不超過0.20%。碳量高還會(huì)降低鋼的耐大。碳量高還會(huì)降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場(chǎng)的高碳鋼氣腐蝕能力，在露天料場(chǎng)的高碳鋼就易銹蝕；此外，碳能增加鋼的冷就易銹蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時(shí)效敏感性。脆性和時(shí)效敏感性。 2、 硅（硅（Si）：在煉鋼過程中加硅作為還）：在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，所以鎮(zhèn)靜鋼含有原劑和脫氧劑，所以鎮(zhèn)靜鋼含有0.150.30%的硅。如果鋼中含硅量超過的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限

3、，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度，故廣泛的彈性極限，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度，故廣泛用于作彈簧鋼。在調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼中加入用于作彈簧鋼。在調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼中加入1.01.2%的硅，強(qiáng)度可提高的硅，強(qiáng)度可提高1520%。硅和鉬、。硅和鉬、鎢、鉻等結(jié)合，有提高抗腐蝕性和抗氧化鎢、鉻等結(jié)合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可制造耐熱鋼。含硅的作用，可制造耐熱鋼。含硅14%的低的低碳鋼，具有極高的導(dǎo)磁率，用于電器工業(yè)碳鋼，具有極高的導(dǎo)磁率，用于電器工業(yè)做矽鋼片。硅量增加，會(huì)降低鋼的焊接性做矽鋼片。硅量增加，會(huì)降低鋼的焊接性能。能。 3、 錳（錳（Mn）：在煉鋼過程中，錳是良好）：在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳的脫氧

4、劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0.300.50%。在碳素鋼中加入。在碳素鋼中加入0.70%以上時(shí)就算以上時(shí)就算“錳鋼錳鋼”，較一般鋼量的鋼不但有足夠的，較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強(qiáng)度和硬度，提高鋼的韌性，且有較高的強(qiáng)度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，如淬性，改善鋼的熱加工性能，如16Mn鋼比鋼比A3屈服點(diǎn)高屈服點(diǎn)高40%。含錳。含錳1114%的鋼有極的鋼有極高的耐磨性，用于挖土機(jī)鏟斗，球磨機(jī)襯高的耐磨性，用于挖土機(jī)鏟斗，球磨機(jī)襯板等。錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，板等。錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。降低焊接性能。 4、 磷（磷（P）：在一般情況下，磷）：在一般

5、情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能變壞，降低塑性，使冷使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小于磷量小于0.045%，優(yōu)質(zhì)鋼要求更，優(yōu)質(zhì)鋼要求更低些。低些。 5、 硫（硫（S）：硫在通常情況下也）：硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產(chǎn)生熱脆性，降是有害元素。使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時(shí)造成裂紋。硫?qū)附有阅芤膊恢茣r(shí)造成裂紋。硫?qū)附有阅芤膊焕档湍透g性。所以通常要求利，降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小于硫含量小于0.055%，優(yōu)質(zhì)鋼

6、要求，優(yōu)質(zhì)鋼要求小于小于0.040%。在鋼中加入。在鋼中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，的硫，可以改善切削加工性，通常稱易切削鋼。通常稱易切削鋼。 6、 鉻（鉻（Cr）：在結(jié)構(gòu)鋼和工）：在結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強(qiáng)度、具鋼中，鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時(shí)降低塑硬度和耐磨性，但同時(shí)降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。 7、 鎳鎳(Ni)：鎳能提高鋼的強(qiáng)度，：鎳能提高鋼的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對(duì)而又保持良好的塑性和韌性。鎳對(duì)

7、酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。但由于鎳是下有防銹和耐熱能力。但由于鎳是較稀缺的資源，故應(yīng)盡量采用其他較稀缺的資源，故應(yīng)盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。合金元素代用鎳鉻鋼。 8、 鉬鉬(Mo)：鉬能使鋼的晶粒細(xì)：鉬能使鋼的晶粒細(xì)化，提高淬透性和熱強(qiáng)性能，在高化，提高淬透性和熱強(qiáng)性能，在高溫時(shí)保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力溫時(shí)保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力(長(zhǎng)期在高溫下受到應(yīng)力，發(fā)生變長(zhǎng)期在高溫下受到應(yīng)力，發(fā)生變形，稱蠕變形，稱蠕變)。結(jié)構(gòu)鋼中加入鉬，。結(jié)構(gòu)鋼中加入鉬，能提高機(jī)械性能。能提高機(jī)械性能。 還可以抑制合還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。在工具

8、金鋼由于火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。鋼中可提高紅性。 9、 鈦鈦(Ti)：鈦是鋼中強(qiáng)脫氧劑。：鈦是鋼中強(qiáng)脫氧劑。它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)化晶粒力；降低時(shí)效敏感性和化晶粒力；降低時(shí)效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在鉻冷脆性。改善焊接性能。在鉻18鎳鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當(dāng)奧氏體不銹鋼中加入適當(dāng)?shù)拟?，可避免晶間腐蝕。的鈦，可避免晶間腐蝕。 10、釩、釩(V)：釩是鋼的優(yōu)良脫氧：釩是鋼的優(yōu)良脫氧劑。鋼中加劑。鋼中加0.5%的釩可細(xì)化組的釩可細(xì)化組織晶粒，提高強(qiáng)度和韌性。釩織晶粒，提高強(qiáng)度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗

9、氫腐蝕能力。壓下可提高抗氫腐蝕能力。 11、鎢、鎢(W)：鎢熔點(diǎn)高，比重大，：鎢熔點(diǎn)高，比重大，是貴重的合金元素。鎢與碳形是貴重的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強(qiáng)性，作切削工高紅硬性和熱強(qiáng)性，作切削工具及鍛模具用。具及鍛模具用。 12、鈮、鈮(Nb)：鈮能細(xì)化晶粒和降：鈮能細(xì)化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強(qiáng)度，但塑性和韌性有所下降。高強(qiáng)度，但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐

10、大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮，可防止晶間腐氏體不銹鋼中加鈮，可防止晶間腐蝕現(xiàn)象。蝕現(xiàn)象。 14、銅、銅(Cu)：武鋼用大冶礦石所：武鋼用大冶礦石所煉的鋼，往往含有銅。銅能提高強(qiáng)煉的鋼，往往含有銅。銅能提高強(qiáng)度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點(diǎn)是在熱加工時(shí)容易產(chǎn)生熱脆，缺點(diǎn)是在熱加工時(shí)容易產(chǎn)生熱脆，銅含量超過銅含量超過0.5%塑性顯著降低。塑性顯著降低。當(dāng)銅含量小于當(dāng)銅含量小于0.50%對(duì)焊接性無影對(duì)焊接性無影響。響。 15、鋁、鋁(Al)：鋁是鋼中常用的脫氧：鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入

11、少量的鋁，可細(xì)化晶劑。鋼中加入少量的鋁，可細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性，如作深沖薄板粒，提高沖擊韌性，如作深沖薄板的的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，鋁與鉻、硅合用，可抗腐蝕性能，鋁與鉻、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點(diǎn)是影響高溫腐蝕的能力。鋁的缺點(diǎn)是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。加工性能。 16、硼、硼(B)：鋼中加入微量的硼就可改：鋼中加入微量的硼就可改善鋼的致密性和熱軋性能，提高強(qiáng)度。善鋼的致密性和熱軋性能，提高強(qiáng)度。 17、氮、氮(N):氮能提高鋼的強(qiáng)度，

12、低溫氮能提高鋼的強(qiáng)度，低溫韌性和焊接性，增加時(shí)效敏感性。韌性和焊接性，增加時(shí)效敏感性。 18、稀土、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期：稀土元素是指元素周期表中原子序數(shù)為表中原子序數(shù)為57-71的的15個(gè)鑭系元素。個(gè)鑭系元素。這些元素都是金屬，但他們的氧化物這些元素都是金屬，但他們的氧化物很象很象“土土”，所以習(xí)慣上稱稀土。鋼，所以習(xí)慣上稱稀土。鋼中加入稀土，可以改變鋼中夾雜物的中加入稀土，可以改變鋼中夾雜物的組成、形態(tài)、分布和性質(zhì)，從而改善組成、形態(tài)、分布和性質(zhì)，從而改善了鋼的各種性能，如韌性、焊接性，了鋼的各種性能，如韌性、焊接性，冷加工性能。在犁鏵鋼中加入稀土，冷加工性能。在犁鏵鋼中加入

13、稀土，可提高耐磨性?？商岣吣湍バ浴?NAK80 化學(xué)成分：化學(xué)成分： 預(yù)硬模具鋼，預(yù)硬模具鋼，HRC38-42,高鏡面模具鋼，極高鏡面模具鋼，極好的氮化性能和焊接性能好的氮化性能和焊接性能CMnCrMoNiCuAl0.141.400.30.32.80.90.9抗?？蛊谛詣谛阅湍ツ湍バ院眯院媚透透g性蝕性抗變抗變形優(yōu)形優(yōu)耐熱耐熱抗腐抗腐韌性韌性優(yōu)良優(yōu)良抗氧抗氧化性化性P20化學(xué)成分化學(xué)成分 預(yù)硬模具鋼，預(yù)硬模具鋼，HRC35-40，氮化性能好，拋，氮化性能好，拋光性和咬花性好，通常用作機(jī)殼類模具。光性和咬花性好，通常用作機(jī)殼類模具。CSiMnCrMoPS0.28-0.40.2-0.80.6-

14、1.01.4-2.00.3-0.5小于小于0.03小于小于0.03抗疲抗疲勞性勞性彈性彈性優(yōu)良優(yōu)良耐磨耐磨性好性好耐腐耐腐蝕性蝕性抗變抗變形優(yōu)形優(yōu)有害有害元素元素切削切削性好性好 2738 氮化模具鋼，氮化模具鋼，HRC28-32，加工性，加工性能優(yōu)異，易切削、研磨、電蝕能優(yōu)異，易切削、研磨、電蝕 ，通常用在壽命高大型模具。通常用在壽命高大型模具。CMnCrMoNiPSiS0.31.52.00.21.00.020.30.03抗?？蛊谛詣谛阅湍ツ湍バ院眯院媚透透g性蝕性抗變抗變形優(yōu)形優(yōu)耐熱耐熱抗腐抗腐有害有害物質(zhì)物質(zhì)韌性韌性優(yōu)良優(yōu)良切削切削性好性好SKD61：熱作模具鋼：熱作模具鋼 合金熱處

15、理模具鋼：合金熱處理模具鋼：HRC25-30，熱處，熱處理后達(dá)到理后達(dá)到HRC48-60，通常用作壓鑄模，通常用作壓鑄模具和五金模具具和五金模具CMnCrMoVPS0.30.50.51.21.00.030.02抗疲抗疲勞性勞性耐磨耐磨性好性好耐腐耐腐蝕性蝕性抗變抗變形優(yōu)形優(yōu)抗氫抗氫化好化好高硬高硬度度切削切削性好性好 8407 合金熱處理熱作工具鋼，優(yōu)良的耐熱沖擊和抗龜裂合金熱處理熱作工具鋼，優(yōu)良的耐熱沖擊和抗龜裂能力能力 ，不論大小尺寸，韌性及延展性高高且各向同不論大小尺寸，韌性及延展性高高且各向同性，性，加工性及拋光性優(yōu)良，加工性及拋光性優(yōu)良，優(yōu)良的淬透性，優(yōu)良的淬透性，良好良好的熱處理尺

16、寸穩(wěn)定性，通常用在壓鑄模具和接插件的熱處理尺寸穩(wěn)定性，通常用在壓鑄模具和接插件模具上。模具上。CMnCrMoSiV0.380.45.31.31.00.9抗疲勞抗疲勞性性耐磨性好耐磨性好 耐腐蝕耐腐蝕好好抗變形抗變形優(yōu)優(yōu)韌性優(yōu)韌性優(yōu)良良抗氫抗氫化優(yōu)化優(yōu) VIKING（海盜）（海盜） 熱作合金油鋼，熱作合金油鋼，HRC52-60，良好的熱處理，良好的熱處理尺寸穩(wěn)定性，尺寸穩(wěn)定性， 良好的機(jī)加工和磨削加工性良好的機(jī)加工和磨削加工性能，能， 綜合了極佳的韌性和耐磨性；現(xiàn)如今綜合了極佳的韌性和耐磨性；現(xiàn)如今通常用于高載荷沖切和成型加工的耐沖擊通常用于高載荷沖切和成型加工的耐沖擊鋼種都不能提供最佳的綜合性能。鋼種都不能提供最佳的綜合性能。 通常用通常用在接插件模具在接插件模具CMnCrMoSiV0.50.58.01.51.00.5抗疲勞抗疲勞性性耐磨性耐磨性耐腐蝕耐腐蝕抗變形抗變形韌性優(yōu)韌性優(yōu)良良抗氫抗氫化化 S136 不銹模具鋼不銹