模具钢的硬度是衡量其性能的重要指标之一,它直接影响模具的耐磨性和抗变形能力。不同类型的模具钢硬度要求不同,冷作模具钢由于需要承受较大的压力和摩擦,通常需要较高的硬度来抵抗磨损和变形,一般硬度在 HRC58-62 之间。以 D2 钢为例,它属于高碳高铬冷作模具钢,其化学成分中碳含量高达 1.5%,铬含量达 12%,经过 1020-1040℃淬火和 180-200℃低温回火后,硬度可稳定在 HRC60-62,并且具有较高的耐磨性。在制造冷冲模、冷挤压模等模具时,这种高硬度使得模具能够承受高达 2000MPa 的接触应力和剧烈的摩擦,保证模具在长期工作中不产生塑性变形,刃口保持锋利。例如在制造厚度为 5mm 的钢板冷冲模时,D2 钢模具的使用寿命可达 50 万次以上,而硬度较低的模具钢(如 HRC55 左右)在相同条件下寿命为 20 万次,差异。中钢模具钢,为模具寿命保驾护航。广东H13模具钢源头厂家
塑料模具钢的种类繁多,除了常见的预硬型塑料模具钢,还有时效硬化型塑料模具钢,这类钢材通过时效处理可以获得超高的强度和良好的韧性,特别适合制造大型、精密、复杂的塑料模具。18Ni 马氏体时效钢就是一种典型的时效硬化型塑料模具钢,它的化学成分中镍含量高达 18%,同时含有钴、钼等合金元素,不含碳元素,通过马氏体转变和时效析出金属间化合物(如 Ni3Mo、Ni3Co 等)来强化钢材。经过固溶处理(820℃保温后空冷)和时效处理(480℃保温 3-4 小时)后,18Ni 马氏体时效钢的抗拉强度可达 1800-2000MPa,硬度可达 HRC50-55,同时具有优异的韧性和加工性能。这种钢材特别适合制造大型、精密、复杂的塑料模具,如汽车保险杠注塑模具、航空航天领域的塑料零部件模具等。使用 18Ni 马氏体时效钢制造的模具,能够承受注塑过程中的高压(可达 150MPa)和温度变化,模具的尺寸精度可控制在 ±0.01mm/m 以内,使用寿命可达 100 万次以上,满足高精度塑料制品的生产要求。中山H13模具钢量大从优模具制造升级,中钢模具钢来助力。
对于一些含有腐蚀性添加剂的塑料,或者在潮湿环境下使用的塑料模具,耐腐蚀性成为关键性能。含 Cr 量较高的塑料模具钢,如 2316 钢,具有良好的耐蚀性,能够有效抵抗塑料中酸性、碱性物质的侵蚀,延长模具使用寿命。此外,塑料模具钢还需具备良好的加工性能,包括切削加工性能、电火花加工性能等,以提高模具的制造效率和质量。例如,预硬型塑料模具钢 P20,在出厂时已进行预硬化处理,硬度适中,便于机械加工,同时其电火花加工性能也较好,能够满足复杂模具型腔的加工需求。
热疲劳性能是热作模具钢的关键指标,通常采用热循环测试(加热至 600-800℃,空冷至室温为一个循环)评价其抗热裂纹能力。H13 钢经优化热处理后,可承受 1000 次以上热循环而无明显裂纹,而普通 5CrNiMo 钢能承受 500 次循环。通过扫描电镜观察发现,H13 钢的热疲劳裂纹扩展速率为 5×10⁻⁶mm / 次,远低于 5CrNiMo 钢的 1.2×10⁻⁵mm / 次,这与其均匀分布的钒碳化物(VC)阻碍裂纹扩展有关。在实际压铸生产中,热疲劳性能优异的 H13 模具(经 200℃回火)比常规处理的模具寿命延长 40%,尤其适合铝合金高压压铸(压射比压≥100MPa)工况。惠州中钢模具钢,稳定性经得起检验。
热作模具钢选材时,首先要依据模具的工作温度与热负荷大小。压铸模工作温度高、热负荷大,需选用热疲劳性能与高温强度优异的钢种,如 H13 钢;热锻模在较高温度下承受冲击载荷,除热疲劳性能外,还需良好的韧性,可选用铬钨钢等。模具的服役寿命要求也很关键,长期使用的模具需选用质量高、性能稳定的钢材。同时,要考虑模具的加工工艺性,包括锻造、切削加工、热处理等性能,确保模具制造过程顺利进行。此外,还需结合成本效益分析,在满足性能要求前提下,选择性价比高的热作模具钢。氮化模具钢表面形成氮化层,提高耐磨性和耐蚀性。佛山A3模具钢源头厂家
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耐热性是热作模具钢必备的性能。在高温环境下,模具钢需要保持其硬度、强度和尺寸稳定性,防止因温度过高而发生软化、变形等现象。例如在压铸模具中,模具需要承受高温金属液的反复冲刷和填充,使用具有良好耐热性的模具钢,如 3Cr2W8V 钢,能够在高温压铸过程中,保持模具的精度和表面质量,保证压铸件的尺寸精度和外观质量。冷作模具钢中的低合金冷作模具钢,如 9SiCr 钢,具有一定的淬透性和较高的回火稳定性。它常用于制造一些形状复杂、要求变形小的冷作模具,如小型冲裁模、冷镦模等。9SiCr 钢在经过适当的热处理后,能够获得良好的综合性能,其硬度可达到 HRC60 - 62,同时具有较好的韧性,能够满足这类模具在工作过程中的性能要求。广东H13模具钢源头厂家