模具鋼材基礎(chǔ)知識加工工藝

第一章、鋼的分類一、黑色金屬、鋼和有色金屬在介紹鋼的分類之前先簡潔介紹一下黑色金屬、鋼與有色金屬的根本概念。1、黑色金屬是指鐵和鐵的合金,如鐵、生鐵、鋼和鐵合金等,鋼和生鐵都是以鐵為根底,以碳為主要添加元素的合金,統(tǒng)稱為鐵碳合金,鋼鐵中均含有少量合金元素和雜質(zhì)的鐵碳合金,按含碳量不同可分為:*生鐵---2.04.5%,生鐵含碳很多,硬而脆,幾乎沒有塑性；*鋼(高炭鋼)---0.052.0%,鋼具有生鐵和熟鐵兩種優(yōu)點,為人類廣泛利用；*熟鐵(低碳鋼)---含碳小于0.05%,熟鐵軟,塑性好,簡潔變形,強度和硬度均較低,用途不廣生鐵是將鐵礦石放到高爐中冶煉而成的產(chǎn)品,主要用來煉鋼和制造鑄件把鑄造生鐵放在熔鐵爐中熔煉,即得到鑄鐵(液狀),把液狀鑄鐵澆鑄成鑄件,這種鑄鐵叫鑄鐵件。鐵合金是由鐵與硅、錳、鉻、鈦等元素組成的合金,鐵合金是煉鋼的原料之一,在煉鋼時做鋼的脫氧劑和合金元素添加劑用,這些元素對生鐵的性能均有肯定的影響。碳(C):在生鐵中以兩種形態(tài)存在,一種是游離碳(石墨),主要存在于鑄造生鐵中,另一種是化合碳(碳化鐵),主要存在于煉鋼生鐵中,碳化鐵硬而脆,塑性低,含量適當可提高生鐵的強度和硬度,含量過多,則使生鐵難于削切加工,這就是煉鋼生鐵切削性能差的緣由石墨很軟,強度低,它的存在能增加生鐵的鑄造性能；硅(Si):能促使生鐵中所含的碳分別為石墨狀，能去氧,還能削減鑄件的氣眼，能提高熔化生鐵的流淌性降低鑄件的收縮量,但含硅過多,也會使生鐵變硬變脆；錳(Mn):能溶于鐵素體和滲碳體；在高爐煉制生鐵時，含錳量適當，可提高生鐵的鑄造性能和削切性能，在,；磷(P)：屬于有害元素，但磷可使鐵水的流淌性增加，這是由于硫減低了生鐵熔點，所以在有的制品內(nèi)往往含磷量較高然而磷的存在又使鐵增加硬脆性,優(yōu)良的生鐵含磷量應少,有時為了要增加流淌性,含磷量可達1.2%；硫(S):在生鐵中是有害元素，它促使鐵與碳的結(jié)合，使鐵硬脆，并與鐵化合成低熔點的硫化鐵，使生鐵產(chǎn)生熱脆性和減低鐵液的流淌性,顧含硫高的生鐵不適于鑄造細件鑄造生鐵中硫的含量規(guī)定最多不得超過0.06%()。、把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內(nèi)按肯定工藝熔煉,即得到鋼；鋼的產(chǎn)品有鋼錠、連鑄坯和直接鑄成各種鋼鑄件等通常所講的鋼,一般是指軋制成各種鋼材的鋼；鋼屬于黑色金屬但鋼不完全等于黑色金屬。、有色金屬又稱非鐵金屬,指除黑色金屬外的金屬和合金,如銅、錫、鉛、鋅、鋁以及黃銅、青銅、鋁合金和軸承合金等另外在工業(yè)上還承受鉻、鎳、錳、鉬、鈷、釩、鎢、鈦等,這些金屬主要用作合金附加物,以改善金屬的性能,其中鎢、鈦、鉬等多用以生產(chǎn)刀具用的硬質(zhì)合金以上這些有色金屬都稱為工業(yè)用金屬,此外還有貴重金屬鉑、金、銀等和稀有金屬,包括放射性的鈾、鐳等。二、鋼的分類鋼是含碳量在0.05%-2.0%之間的鐵碳合金為了保證其韌性和塑性,含碳量一般不超過1.7%；鋼的主要元素除鐵、碳外,還有硅、錳、硫、磷等鋼的分類方法多種多樣,其主要方法有如下七種:1 、按品質(zhì)分類:(1) 一般鋼(P0.045%,S0.05%)(2) 優(yōu)質(zhì)鋼(P、S0.035%)(3) 高級優(yōu)質(zhì)鋼(P0.035%,S0.03%)2.、按化學成份分類:(1)碳素鋼；(2)合金鋼。、按成形方法分類:(1)鍛鋼；(2)鑄鋼；(3)熱軋鋼；(4)冷拉鋼。、按金相組織分類:(1)退火狀態(tài)的；(2)正火狀態(tài)的；(3)無相變或局部發(fā)生相變的。、按用途分類:(1)建筑及工程用鋼:(2)構(gòu)造鋼；(3)工具鋼；(4)特別性能鋼；(5)專業(yè)用鋼。、綜合分類:(1)一般鋼；(2)優(yōu)質(zhì)鋼(包括高級優(yōu)質(zhì)鋼)。、按冶煉方法分類按爐種分:a、平爐鋼;b、轉(zhuǎn)爐鋼;c、電爐鋼；〔2〕按脫氧程度和澆注制度分:a、沸騰鋼;b、半冷靜鋼;c、冷靜鋼;d、特別冷靜鋼。：

其次章、我國鋼號表示方法及各國模具鋼材牌號對照鋼的牌號簡稱鋼號，是對每一種具體鋼產(chǎn)品所取的名稱，是人們了解鋼的一種共同語言；我國的鋼號表示方法,依據(jù)國家標準《鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法》〔GB221-79〕中規(guī)定,承受漢語拼音字母、化學元素符號和阿拉伯數(shù)字相結(jié)合的方法表示；即：,Si,Mn,Cr……等；混合稀土元素用“RE〔或“Xt”〕表示。②產(chǎn)品名稱、用途、冶煉和澆注方法等，一般承受漢語拼音的縮寫字母表示。③鋼中主要化學元素含量〔％〕承受阿拉伯數(shù)字表示。GB標準鋼號中所承受的縮寫字母及其涵義名稱漢字符號字體位置屈服點屈Q大寫頭沸騰鋼沸F大寫尾半冷靜鋼半b小寫尾冷靜鋼鎮(zhèn)Z大寫尾碳素工具鋼碳T大寫頭滾動軸承鋼滾G大寫頭咼級〔優(yōu)質(zhì)鋼〕高A大寫尾特級特E大寫尾、我國鋼號表示方法的分類說明碳素構(gòu)造鋼Q+數(shù)字+質(zhì)量等級符號+脫氧方法符號組成；它的鋼號冠以“Q,代表鋼材的屈服點,后面的數(shù)字表示屈服點數(shù)值單位是MPa例如Q235表示屈服點〔cs〕為235MPa的碳素構(gòu)造鋼。②必要時鋼號后面可標出表示質(zhì)量等級和脫氧方法的符號；A、B、C、D;脫氧方法F表示沸騰鋼;b表示半冷靜鋼;Z表示冷靜鋼，TZ表示特別冷靜鋼,冷靜鋼可不標符號,Z和TZ都可不標；Q235-AFA級沸騰鋼；③特地用途的碳素鋼，例如橋梁鋼、船用鋼等，根本上承受碳素構(gòu)造鋼的表示方法，但在鋼號最終附加表示用途的字母。.優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼：①鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，0.45%的鋼，鋼號為“45”,它不是挨次號，45號鋼；②錳含量較高的優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼,應將錳元素標出,50Mn;③沸騰鋼、半冷靜鋼及特地用途的優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼應在鋼號最終特別標出，0.1%的半冷靜鋼,10b。.碳素工具鋼①鋼號冠以“T”,以免與其他鋼類相混；②鋼號中的數(shù)字表示碳含量，以平均碳含量的千分之幾表示。例如“T80.8%;,M6,T8Mn;，比一般優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼低，在鋼號最終加注字母“A”,以示區(qū)分,例T8MnA”。．合金構(gòu)造鋼,以平均碳含量的萬分之幾表示,如40Cr。②鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，v1.5%時，鋼號中一般只標出元素符號,而不標明含量,但在特別狀況下易致混淆者,在元素符號后亦可標以數(shù)字“1”,例如鋼號“12CrMoV和“12Cr1MoV,前者鉻含量為040.6%,后者為0.9-1.2%,其余成分全部一樣。當合金元素平均含量》1.5%、＞2.5%、＞3.5%……時,在元素符號后面應標明含量,2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。V、鈦TiAL、硼B(yǎng)、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%,硼為0.001-0.005%。④高級優(yōu)質(zhì)鋼應在鋼號最終加“A”,以區(qū)分于一般優(yōu)質(zhì)鋼。⑤特地用途的合金構(gòu)造鋼，鋼號冠以(或后綴)代表該鋼種用途的符號。例如，30CrMnSi鋼鋼ML30CrMnS。．低合金高強度鋼①鋼號的表示方法,根本上和合金構(gòu)造鋼一樣。②對專業(yè)用低合金高強度鋼，16Mn鋼,用于橋梁的專用鋼種為“16Mnq,汽車大梁的專用鋼種為“16MnL,壓力容器的專用鋼種為“16MnR。．彈簧鋼彈簧鋼按化學成分可分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼兩類,其鋼號表示方法,前者根本上與優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼一樣,后者根本上與合金構(gòu)造鋼一樣。．滾動軸承鋼①鋼號冠以字母“G”,表示滾動軸承鋼類。②高碳鉻軸承鋼鋼號的碳含量不標出，鉻含量以千分之幾表示。例如GCr15滲碳軸承鋼的鋼號表示方法,根本上和合金構(gòu)造鋼一樣。．合金工具鋼和高速工具鋼①合金工具鋼鋼號的平均碳含量>1.0%時,不標出碳含量；v1.0%時，Cr12、CrWMn9SiCr、3Cr2W8V,根本上與合金構(gòu)造鋼一樣。但對鉻含量較低的合金工具鋼鋼號,其鉻含量以千分之幾表示,并在表示含量的數(shù)字前加“0”,以便把它和一般元素含量按百分之幾表示的方法區(qū)別開Cr06。,只標出各種合金元素平均含量的百分之幾。例如鎢系高速鋼的鋼號表示為“W18Cr4V。鋼號冠以字母“C”者,表示其碳含量高于未冠“C”的通用鋼號。．不銹鋼和耐熱鋼①鋼號中碳含量以千分之幾表示。例如“2Cr130.2%;假設(shè)鋼中含碳量＜0.03%或＜0.08%者,鋼號前分別冠以“00”及“0”表示之，00Cr17Ni14Mo20Cr18Ni9等。②對鋼中主要合金元素以百分之幾表示，而鈦、鈮、鋯、氮……等則按上述合金構(gòu)造鋼對微合金元素的表示方法標出。焊條鋼它的鋼號前冠以字母“H”,以區(qū)分于其他鋼類。例如不銹鋼焊絲為“H2Cr13”,可以區(qū)分于不銹鋼“2Cr13”電工用硅鋼①鋼號由字母和數(shù)字組成。鋼號頭部字母DR表示電工用熱軋硅鋼，DW表示電工用冷軋無取向硅鋼，DQ表示電工用冷軋取向硅鋼。②字母之后的數(shù)字表示鐵損值(W/kg)的100倍。③鋼號尾部加字母“G”者,表示在咼頻率下檢驗的；未加“G”者,表示在頻率為50周波下檢驗的。例如鋼DW47表示電工用冷軋無取向硅鋼產(chǎn)品在50赫頻率時的最大單位重量鐵損值為4.7W/kg。電工用純鐵①它的牌號由字母“DT”和數(shù)字組成，“DT”表示電工用純鐵,數(shù)字表示不同牌號的挨次號,DT3②在數(shù)字后面所加的字母表示電磁性能:A高級、E特級、C------超級,DT8A三、各種元素對鋼材性能之影響碳(Carbon):存在于全部的鋼材,是最重要的硬化元素。有助于增加鋼材的強度。鉻(Chromium):增加耐磨損性，硬度,最重要的是耐腐蝕性，擁有13%以上的認為是不銹鋼。盡管這么叫，假設(shè)保養(yǎng)不當，全部鋼材都會生銹的。錳(Manganese):重要的元素，有助于生成紋理構(gòu)造，增加結(jié)實性，和強度、及耐磨損性。在熱處理和卷壓過程中使鋼材內(nèi)部脫氧。鉬(Molybdenum):碳化作用劑,防止鋼材變脆,在高溫時保持鋼材的強度,消滅在很多鋼材中,空氣硬化鋼總是包1%或者更多的鉬,這樣它們才能在空氣中變硬。鎳(Nickle):保持強度、抗腐蝕性、和韌性。硅(Silicon):有助于增加強度。和錳一樣,硅在鋼的生產(chǎn)過程中用于保持鋼材的強度。鎢(Tungsten):釩(Vanadium):增加抗磨損力量和延展性?；瘜W成分四、常用國產(chǎn)模具鋼材與各國模具鋼材牌號對照化學成分國產(chǎn)牌號日本牌號美國牌號瑞典牌號CSi MnSNiCrWMoVCr12MoV1SKD11D2XW-411.530.450.400.0112.001.001.00DC53Cr12MoV1.450.300.3011.500.050.20Cr12SKD1D3XW-52.100.3012.00CrWMnSKS31DF-20.900.201.200.700.700.104Cr5MoSiV1SKD61H1384070.381.000.505.001.401.00DH31S4Cr13SUS420420S1360.360.800.500.00513.503Cr2NiMoPDS-5P20+Ni7180.380.351.000.0051.001.800.403Cr2MoPDS-3P206180.350.500.700.010.101.700.4010Ni3MnCuA1W18Cr4VNAK80SKH-2T10.150.750.301.500.300.303.004.0018.000.301.20W6Mo5Cr4V2SKH-9M20.850.300.354.109.103.101.50本廠常用模具鋼材硬度對比火.硬度對比本廠常用模具鋼材硬度對比火

第三章、本廠常用模具鋼材性能對比牌號 200回火400回500回火600回SKD6153245552SKD116158596050DC5361596163DH31S515350VIKINGS-136VIKINGS-1368407575352565252575452585054—在本廠常用模具材料中,DH31S的韌性最好,依次為:8407、SKD61VIKINGS136SKH51DC53SKD11;三強度對比：在本廠常用模具材料中,SKH51強度最好,DC53SKD11VIKING、S136DH31S8407/SKD61;四磨削加工性：在本廠常用模具材料中,SKH5最難進行磨削加工,SKD11DC53S136SKD618407/DH31SVIKING;五、耐腐蝕性：在本廠常用模具材料中,S136耐腐蝕性最好,SKH51DC53SKD11VIKINGSKD61/8407/DH31S;六、拋光性：在本廠常用模具材料中,S136拋光性最好,SKD61/8407DH31SVIKINGSKH51/SKD11/DC53第四章、設(shè)計過程中應留意之工藝事項以下針對我們平時一些設(shè)計在工藝上未考慮周全處做講解 ：范例一：FSKD61HRC58度,按現(xiàn)有工藝,根本無法做到;-2-295*a、■---■LTA8de-yn8范例二：MAR板需光亮,SKD11料拋光性能不好,SKD61或S136;范例三：