㈠、模具鋼材基礎知識：
1.硫含量的影響：
硫與鋼內的錳會結合成硫化錳(MnS)顆粒,在軋延或鍛造時會尚著壓延方向拉伸而變得細長,此物是咬花不均和材料強度有方向性的主要原因.在塑料模具中,需咬花處理的,硫的含時越低越好(S<0.004%).
2.氧化物與硫化物的夾雜物含量極低可使強度韌性極佳.
3.無方向性鋼是由金屬粉未鍛造而成,成本很高.
4.材料的轉脆溫度：體心立方晶格的鋼,其韌性在低溫時會急劇劣化而變脆,此溫度稱為”轉脆溫度”,其值越低表示在低溫環境中(0度以下)使用越沒有危險性.
5.表面處理中窒化：表面層為Fe2-3N /Fe4N,施工時母材溫度為500~600,層厚度為10~20um,厚度均一性強,母材為鋼鐵.

㈡、模具鋼材新材料：
1.美國合金工具鋼分類：Hà熱作工具鋼 Aà冷作模具鋼 Dà冷作工具鋼 Oà冷作工具鋼 Sà耐沖擊工具鋼 Là特殊用途工具鋼 Fà特殊用途工具鋼 Pà塑料模具鋼
2.模具鋼按熱處理分類：
A、預硬化鋼：在鋼廠先進行淬火回火處理,使硬度達HRC30~40,在預淬硬的條件下交貨,各戶直接加工成模具,不經過熱處理.如美國的P20,日本日立模具鋼系列的HPM2,日本大同模具鋼的PDS5、PX4、PAC5000等.
B、淬火回火型：中等含碳量并以Cr/Mo/V/W等合金化，硬度要求在HRC45~60，具有較高耐磨性的鋼，如冷作模具鋼的SKD11、SKD12和熱作模具鋼SKD61。又有為改善韌性和抗回火穩定性，組織均勻性而有日本日立模具鋼HPM31、FDAC和日本高周波鋼業的KD21、日本大同模具鋼的PD613、DH2F。
C、析出硬化型：指馬氏體時效鋼,在固溶狀態下經較長時間的時效析出,硬度在HRC38~52,具有高強度,高耐磨性,高韌性和好的鏡面加工性以及變形小的熱處理變形.一般含碳量較低,通達加入一定量的Ni,Al,Ti,Mo,Cu等元素.如美國的P21,日本大同模具鋼的NAK55,NAK80,日立的HPM1,HPM50,日本大同模具鋼的MASIC.另日本日立的YAG韌性好,鏡面加工好但成本高,使用范圍受限制.
D、表面處理型：進一步提高模具的表面硬度,HRC>60,甚至達HV2000到HV4000(HV940=HRC68),從而提高模具的耐磨性,抗熱粘結性和脫模性,主要有:滲碳/氮/硫/鉻/鋁/硼/PVD/CVD法和火焰淬火法.
3.模具鋼材新材料---日本大同S-STAR鋼(SUS420J2改良型)詳細資料：
超鏡面、高硬度、耐腐蝕塑料模具鋼(32HRC預硬型、53HRC淬火回火型)。
⑴特長：耐蝕性良好(馬氏體系不銹鋼)；熱處理硬度:可達53HRC；超鏡面性；熱處理尺寸變化極小(0.03%以內)；內質均勻健全(ESR精煉)；蝕花加工性、EDM性良好；預硬狀態交貨，亦可直接刻模使用。
⑵用途：超鏡面塑料模具用鋼,如光學透鏡用模等；耐腐蝕高硬度塑料模具用鋼，如醫療械用模、化學品容器用模、食品容器用模、瓶蓋模、,磁帶盒模；適用的成形樹脂材料有：PMMA、PC、EP、PP、PS、PVC、PE、PF、添加陰燃劑樹脂等。
⑶化學成份（%）：C0.38；Si0.90；Cr13.5；Mo0.10；V0.30。
⑷鏡面加工性：預硬條件下，用于一般藝術造型和半透明品用鋼；在淬火條件下，用于透明外裝制品和超鏡面制品用鋼。
⑸熱處理：
淬火條件：1030℃×60分鐘真空爐氣冷，500℃預熱，800℃預熱，1020~1070℃加熱，空/油/氣冷；
回火條件：低溫或高溫回火2次為好。
重視耐蝕性和熱處理尺寸變化：低溫回火200~400℃空冷；
重視硬度：高溫回火490~510℃空冷,且提高淬火溫度1050~1070℃為宜；
重視經時變化時，請加實施冷處理。
⑹回火溫度與尺寸變化：無論交貨時為預硬還是退火狀態，均能通過300℃前后的回火控制使尺寸變化減至極小。
其它模具鋼新材料包括：日本大同模具鋼的D-STAR、NAK-PRM、DHA-WORLD、DH31-EX、DCLT、DCMX等；瑞典UDDEHOLM工具鋼公司的MIRRAX ESR、CORRAX、ELMAX、SLEIPNER等。

㈢、模具鋼材的性能對比：
1.冷作模具鋼：
SKS3:同國產9CrWMn,美國的O1,瑞典一勝百模具鋼的DF-2, 瑞典UDDEHOLM工具鋼的ARNE.
SKD1:高碳高鉻工具鋼,具有較高的淬透性,較小的淬火變形性.淬火硬度達:HRC>60,耐磨性能好.相當于中國牌號的Cr12, 瑞典一勝百模具鋼的XW-5,美國的D3鋼種.交貨狀態:退火處理HB267~217(HRC28~18).用于沖擊負載較小的冷沖模,拉伸模,壓印模和冷切剪模.SKD1屬冷軋金屬模用SKS系列合金工具鋼,成分:C-1.8~2.4,Si-0.4以下,Mn-0.6以下,P/S-0.03以下,Cr-12.0~15.0 可用于拉線模與抽拉模.
SKD11:同國產的Cr12Mo1V1,或是Cr12Mo1V,以及美國的D2鋼.另外熱處理后性能:淬火溫度1010度,淬火介質為空氣,回火溫度為204度,回火持硬度HRC58~60.
DC53:日本大同模具鋼,有高淬透性,高硬度,高耐磨共晶碳化物均勻,韌性高,不易開裂.HRC>62.相當中國牌號中的Cr8Mo1V1,適用于高韌性,高耐磨性的深沖模及花模.交貨時退火處理:硬度HB<255(HRC25).
6Cr5MnSi:中國牌號,退火狀態硬度低,易于加工,液火硬度高,HRC>58,韌性和耐磨性能好,適用于雕花模,油壓印模,壓機模,切邊模,壓制鈦金屬,不銹鋼等材料.交貨時退火處理:硬度HB<220(HRC18).
2.熱作模具鋼：
SKD61:同國產4Cr5MoSiV1, 瑞典一勝百模具鋼8407, 瑞典UDDEHOLM工具鋼的ORVAR SUPREME以及美國的H13,見上所述,另外熱處理后性能:淬火溫度1010度,淬火介質為油,回火溫度為550度,回火后硬度為HRC53~55.
SKD5:為SKS合金工具鋼系中的熱軋金屬模用鋼,在高溫下有較高的強度和硬度,抵抗冷熱交變的耐疲勞性能好.相當國牌號:3Cr2W8V.也同美國的H21鋼種,成分為: C-0.25~0.35,Si-0.4以下,Mn-0.5以下,P/S-0.03以下,Cr-2.0~3.0,W-9.0~10.0,V-0.3~0.5.適用于制作高溫下高應力,但不受沖擊負荷的凸模,凹模;也可供作同時承受較大的壓應力,彎應力和拉應力的模具.如沖模,壓鑄模,押出模.交貨時退火處理,硬度HB<255.即HRC25.
SKT4:也為SKS合金工具鋼系中熱軋金屬模用鋼,有良好的淬火性能,韌性,強度和耐磨性好,在室溫和在500~600度時的力學性能幾乎相同,相當于國牌號:5CrNiMo,同美國的L6鋼種.成分如下:C-0.5~0.6,Si-0.35以下,Mn-0.6~1.0,P/S-0.03以下,Ni-1.3~2.0,Cr-0.7~1.0,Mo-0.2~0.5,可用來作各種大中型鍛模,以及模塊.交貨時為退火處理:硬度HB241~197,即硬度HRC23~12
SKD6:也為SKS合金工具鋼系中熱軋金屬模用鋼,空冷硬化鋼,中溫作業下有很好的韌性,較好的熱強度,熱疲勞性能和一定的耐磨性.相當國牌號中:4Cr5MoSiV,同美國的H11,成分為:C-0.32~0.42,Si-0.8~1.2,Mn-0.5以下,P/S-0.03以下,Cr-1.0~1.5,V-0.3~0.5,適用于制造鋁鑄件的壓鑄模,熱擠壓模和穿孔用的工具及壓力機鍛模,塑料模.如沖模,壓鑄模,押出模.交貨時退火處理,硬度HB<235,即HRC22
3.塑料模具鋼：
3Cr2Mo:國牌號,同于瑞典的618,同美國的P20,交貨時可預硬至HRC30~36,或是退火至HB<235(HRC22).預硬材料可以免除熱處理,永不變形,適合電蝕加工,易于鏡面拋光.常用于熱塑性塑料料的注塑模,吹塑模和擠壓模.
3Cr2NiMo:國牌號,同瑞典的718鋼,美國的P20+NI鋼,交貨時預硬至HRC30到60,己預硬不需要再淬硬,永不變形,適合于電蝕加工易鏡面拋光處理,綜合力學性能好,可再加硬至HRC>40.常用于有鏡面拋光要求的大型塑料模具.
SUS420J2:為麻田散鐵系SUS不銹鋼種,相當于國產4Cr13鋼.瑞典一勝百模具鋼的S136鋼,瑞典UDDEHOLM工具鋼公司的STAVAX ESR鋼,美國的S42000鋼,交貨時預硬至HRC30~36,或是退火HB<235,即HRC22.性能不銹耐腐蝕,預硬鋼免除熱處理,永不變形;退火鋼淬火回火后硬度高達HRC>50,有超鏡面加工性能.常用于有腐蝕氣體的含氟塑料或是添加阻燃劑的有腐蝕的塑料模具.其成分:C-0.26~0.4,Si-1.0以下,Mn-1.0以下,P-0.04以下,S-0.03以下,Ni-0.06以下,Cr-12.0到14.0
3Cr17Mo:國牌號,同瑞典的168鋼,交貨時預硬至HRC30~36,或退火HB<285,即HRC30.為不銹耐腐蝕鋼,抗腐蝕性能好,耐磨性能高,退火料淬火回火后硬度可達HRC46~48,常用于高防腐蝕及需要鏡面拋光的模具,特別適合于用PVC料.
NAK80:相當于國產鋼種10Ni3MnCuAl,交貨時時效硬化,硬度達HRC36~43.可免除熱處理,永不變形,表面至中心硬度均勻,電蝕加工性能良好.常用于鏡面要求的攝影機,收音機,音響設備和透明罩以及膠片等.
SUS420/SUS420J2:相當于國產3-4Cr13,美國的420,是抗腐蝕馬氏體不銹鋼,熱處理狀態下有有良好的材料穩定性,極佳的拋旋光性和退火狀態下良好的機械加工性能.
SCM440:相當于國產42CrMo,美國的4140,適合制作中小型擠出模具,材料達高微觀純凈度和結構上的高勻質水平,
SUS630:相當于國產的0Cr17NiCu4Nb,美國的17-4PH.新鋼種是沉淀硬化型馬氏體不銹鋼,該鋼種可具備所有性能的使用,或是適用于一定硬度級別上對機械性能的變化范圍有比較大的要求時所選用的材料,適用在對韌性/硬度/拋旋光性能/抗腐蝕性能有綜合要求的模具上.

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