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国内外模具钢发展趋势及使用现状分析3章
作者:日加金属制品(上海)有限公司  发布时间:2017-09-05        浏览次数:7        返回列表

国内外模具钢发展趋势及使用现状分析3章  http://www.oldiedvd.com/corp/4cr13/news/itemid-725674.html
 2.3高温热作模具钢
     当工作温度≥700℃时,一般的模具钢的强度急剧下降,为了满足工作温度≥700℃时的模具要求,国外发展了一些新型的热作模具材料。对700~800℃的模具,发展了CrMn系和NiCrMn系高温模具钢,如日立金属的5Mn15CrlOV2,大同特殊钢的5Mn18NNi8Cr,8Mo2V2钢等。在800℃下抗拉强度可大于600MPa。但该类钢导热性较差,热膨胀系数大,热疲劳性能差。7Mn15Cr2Al3V2WMo钢是我国研制的无磁钢,应用较多,一般固溶温度为1170~1180℃。固溶处理后的组织为奥氏体和少量的碳化物,固溶处理后硬度为20-22HRC左右。常用的时效温度一般为650-700℃,时效后的硬度可以达到47HRC左右,可用于高温热作模具、磁性材料的压制成型用模具,具有较高的耐磨性。
   当工作温度>800℃时,一般用Fe基或Ni基高温合金制造。最近由于超塑恒温成型工艺的发展,有些高温合金的超塑性的温度高达1100℃。日立金属公司开发一种叫“Nimowal”的Ni基合金。表13中列出了一些奥氏体热作模具钢的化学成分。
       2.4马氏体时效钢
     通过马氏体的强化机制可在750℃的高温下,保持相当的红硬性,其特点是在微量的碳加18~25%Ni,在添加AI,Ti,Co,Mo等元素。美国Lokomo公司和CRUCIBLE公司开发的该类钢与18Ni相近。Thy-r-othrm2799是一种新型的马氏体时效钢(Ni12Mo8Co8Ti),具有较高的热稳定性,BOHLER的W700也属此类。
   此外,还有高温耐蚀模具钢、如大同特殊钢开发的DH42,日立金属开发的YHD45等;粉末冶金耐热模具钢,如德国的X40Cr-MoV51,X5NiCrTi2625,美国VASCO的MA等。
 
      3、塑料模具钢                     国内外模具钢发展趋势及使用现状分析
      随着塑料应用范围的扩大及种类的增加,塑料制品的多样化和模具加工技术的快速发展,对塑料模具的质量也要求更高,塑料模具钢的品种也在扩大,质量水平也在不断的提高,用量占模具钢的总量的50%以上,2004年我国塑料模具钢的产量已达到31.4万吨。因此,在模具钢中占有十分重要的地位。日本的塑料模具钢,无论在产量还是质量水平,占有领先地位。日本的主要模具钢生产企业都有本企业的塑料模具钢的钢种系列。如日立金属公司的塑料模具钢包括16个钢号,大同特殊钢公司有14个钢号,日本高周波钢业公司有14个钢号。奥地利BOHLER公司有12个钢号。UDDEHLM有10个钢号。美国ASTM-A681-87中规定的典型的塑料模具钢(P系列)的钢号为7个,但主要生产模具钢的企业Crucible公司和CarpenterTechnology公司远不止这些钢号。我国的GB/T1299-2000中只有两个钢号。塑料模具用钢根据化学成分、热处理及使用性能等特征,分为以下几类。
       3.1非合金型塑料模具钢
     主要用于制造要求不高,生产批量不大的通用塑料模具钢,一般采用中碳结构钢,如S50C、S55C等,在退火态或轧制状态或正火状态下使用。但近些年来,为了改善切削性能,开发了易切削钢种。
      3.2预硬化塑料模具钢
     该类是用量较大的塑料模具钢,一般采用中碳合金结构钢,在冶金厂一般处理到HRC28-40,在预淬硬的条件下交货,用户可直接加工使用。一般是在美国P20(3Cr2Mo)钢的基础上发展起来的,该钢是使用最广泛的预硬化塑料模具钢。如BOHLER的M200,TEW的1.2311、1.2312等。718是瑞典生产的改型P20,由于合金元素Ni的加入,比P20钢具有更高的淬透性,热处理后大截面的模块保持高的硬度均匀性。在我国主要是引进P20(3Cr2Mo),718(3Cr2MnNiMo)钢,并纳入GB/T1299-2000标准中。
     为了改善切削性能,加入易切削元素,形成易切削预硬化塑料模具钢,国外开发的易切削塑料模具钢主要是S系,也有S-Se系的,部分经过Ca处理。如日立、金属的HPM2和大同特殊钢的PDS5等。我国研制了一些含硫易切削预硬化塑料模具钢,如5NiSCa,8Cr2MnWMoVS、P20BSCa等。
     近些年来,非调质钢用作于预硬化塑料模具钢,该类钢通过合理的化学成分的配比,不经过调质处理,锻、轧空冷后可实现预硬化,节约能源和生产成本,并有利于环保,缩短生产周期,具有良好的应用前景。
       3.3时效硬化塑料模具钢
     该类钢一般含碳量较低,通过加入一定数量的Ni、A1、Ti、Mo、Cu等元素,在热处理时,通过时效处理,析出金属间化合物,使模具硬度上升到HRC40以上。时效处理变形小,可以在加工后进行时效处理。如大同特殊钢公司的NAK55,NAK80,BOHLER的M261,日立金属的HPM1、HPM50等。该类钢种由于含有相当数量的Ni、Cr,Mn元素,奥氏体稳定性好;在时效过程中,由于从基体中弥散析出Ni3Al和富Cu相而得到强化。另一类高合金的马氏体时效钢是从高强钢发展来的,如18Ni、大同特殊钢的MASIC(OONil8Co9Mo5Ti)、日立的YAG等,韧性好,镜面加工性能好。但由于这类钢一般采用特种冶炼工艺,并含有较贵重的合金元素,成本高,使用范围受到限制。目前国内外普遍应用较多的就是10Ni3MnCuAl钢,其基本成分与日本大同特殊钢的NAK80相当,该钢一般采用850~900℃淬火固溶处理后,空冷后经510℃回火,硬度达到42-44HRC,Rp0.2为839Mpa,Rm为1017MPa,断面收缩率为15.4%,延伸率为55.1%,较有良好的综合力学性能。
      3.4耐蚀塑料模具钢
     用于制造腐蚀性较强的塑料成型模具(如聚氯乙烯及阻燃塑料),要求该类钢具有一定的硬度、强度和耐磨性能。一般用13~18%Cr型马氏体不锈钢和沉淀硬化型不锈钢。根据碳含量的不同,可以分为低碳镍铬型耐蚀钢(代表性的钢种1Cr17N12)、中碳高铬型耐蚀钢(代表性的钢种4Crl3)、高碳高铬型耐蚀钢(代表性的钢种9Cr18Mo)。国外各主要的模具钢的生产厂通过改良,发展一些类似的新钢种。如BOHLER的M300,M310,M314等钢种、美国的CRUCIBLE公司的420MOD,UDDEHOLMTOOLINGAB公司的STAVEX等。各类耐蚀塑料模具钢的化学成分见表3。相对于其它类型的塑料模具钢,我国显得比较落后,主要使用的2-4Crl3,近些年来引进了3Cr17Mo比4Crl3具有更好的耐蚀性能,研究开发了5Cr17MoV钢,该钢具有良好的综合使用性能。
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