工模具鋼概述

工模具被譽為"現(xiàn)代工業(yè)之母"，足可見工模具在現(xiàn)代工業(yè)中的重要性及不可磨滅的貢獻，其中工模具鋼是模具最重要的組成部分，也是模具材料中應(yīng)用最為廣泛的材料，是工模具制造產(chǎn)業(yè)重要的物質(zhì)載體和技術(shù)基礎(chǔ)，其品種、規(guī)格、質(zhì)量對工模具的性能、使用壽命和制造周期起著決定性的作用。近年來，隨著國內(nèi)外工模具鋼的產(chǎn)量、生產(chǎn)技術(shù)、工藝裝備、質(zhì)量、品種等方面都取得了比較迅速和穩(wěn)定的發(fā)展，推動了國外優(yōu)質(zhì)的工模具鋼在國內(nèi)的推廣和普及，推動了國內(nèi)工模具的優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展。

鋼是以鐵、碳為主要成分的合金，它的含碳量一般小于2.11% 。鋼是經(jīng)濟建設(shè)中極為重要的金屬材料。 按化學(xué)成分，分為碳素鋼(簡稱碳鋼)與合金鋼兩大類。碳鋼是由生鐵冶煉獲得的合金，除鐵、碳為其主要成分外，還含有少量的錳、硅、硫、磷等雜質(zhì)。碳鋼具有一定的機械性能，又有良好的工藝性能，且價格低廉。因此，碳鋼獲得了廣泛的應(yīng)用。但隨著現(xiàn)代工業(yè)與科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，碳鋼的性能已不能完全滿足需要，于是人們研制了各種合金鋼。合金鋼是在碳鋼基礎(chǔ)上，有目的地加入某些元素(稱為合金元素)而得到的多元合金。與碳鋼比，合金鋼的性能有顯著的提高，故應(yīng)用日益廣泛。 由于鋼材品種繁多，為了便于生產(chǎn)、保管、選用與研究，必須對鋼材加以分類。按鋼材的用途、化學(xué)成分、質(zhì)量的不同，可將鋼分為許多類:

按鋼材的用途可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼三大類。

1.1結(jié)構(gòu)鋼 用作各種機器零件的鋼，包括滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼及滾動軸承鋼。 用作工程結(jié)構(gòu)的鋼，包括碳素鋼中的甲、乙、特類鋼及普通低合金鋼。

1.2工具鋼 用來制造各種工具的鋼。根據(jù)工具用途不同可分為刃具鋼、模具鋼與量具鋼。

1.3特殊性能鋼 是具有特殊物理化學(xué)性能的鋼?？煞譃椴讳P鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁鋼等。

按鋼材的化學(xué)成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類。

2.1碳素鋼 按含碳量又可分為低碳鋼(含碳量≤0.25%);中碳鋼(0.25%<含碳量<0.6%);高碳鋼(含碳量≥0.6%)。 合金鋼 按合金元素含量又可分為低合金鋼(合金元素總含量≤5%);中合金鋼(合金元素總含量5%--10%);高合金鋼(合金元素總含量>10%)。此外，根據(jù)鋼中所含主要合金元素種類不同，也可分為錳鋼、鉻鋼、鉻鎳鋼、鉻錳鈦鋼等。

按鋼材中有害雜質(zhì)磷、硫的含量可分為普通鋼(含磷量≤0.045%、含硫量≤0.055%;或磷、硫含量均≤0.050%);優(yōu)質(zhì)鋼(磷、硫含量均≤0.040%);高級優(yōu)質(zhì)鋼(含磷量≤0.035%、含硫量≤0.030%)。

將鋼分為平爐鋼(酸性平爐、堿性平爐)，空氣轉(zhuǎn)爐鋼(酸性轉(zhuǎn)爐、堿性轉(zhuǎn)爐、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐鋼)與電爐鋼。

將鋼分為沸騰鋼(脫氧不完全)，鎮(zhèn)靜鋼(脫氧比較完全)及半鎮(zhèn)靜鋼。 鋼廠在給鋼的產(chǎn)品命名時，往往將用途、成分、質(zhì)量這三種分類方法結(jié)合起來。如將鋼稱為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼等。

GSW-231

注:類別對應(yīng)為1-P20類，2-P20+Ni類，3-P21類，4-420類耐蝕鋼，5-H13類，0-碳素鋼

由于模具的用途很廣，各種模具的工作條件差別很大，所以，制造模具用材料范圍很廣，從-般的碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、彈簧鋼、高速工具鋼、不銹耐熱鋼直到適應(yīng)特殊模具需要的馬氏體時效鋼以及粉末高速鋼、粉末高合金模具鋼等。模具鋼按用途一般可分為冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料成型用模具鋼三大類。

冷作模具鋼主要用于制造對冷狀態(tài)下的工件進行壓制成型的模具。如:冷沖裁模具、冷沖壓模具、冷拉深模具、壓印模具、冷擠壓模具、螺紋壓制模具和粉末壓制模具等。冷作模具鋼的范圍很廣，從各種碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼到粉末高速工具鋼和粉末高合金模具鋼。冷作模具鋼具是真空脫氣精煉鋼，內(nèi)質(zhì)純凈，機械加工性良好，切削明顯提高，淬透性良好，空冷淬硬不易出現(xiàn)淬裂，耐磨性極為優(yōu)異，韌性良好，可用作不銹鋼及高硬度材料的沖裁模。?

熱作模具鋼主要用于制造對高溫狀態(tài)下的工件進行壓力加工的模具。如:熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱鐓鍛模具等。常用的熱作模具鋼有:中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具鋼;對特殊要求的熱作模具鋼，有時采用高合金奧氏體耐熱模具鋼制造。

由于塑料的品種很多，對塑料制品的要求差別也很大，對制造塑料模具的材料也提出了各種不同的性 能要求。所以，不少工業(yè)發(fā)達的國家已經(jīng)形成了范圍很廣的塑料模具用鋼系列。包括碳素結(jié)構(gòu)鋼、滲碳型 塑料模具鋼、預(yù)硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、耐蝕塑料模具鋼、易切塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、馬氏體時效鋼以及鏡面拋光用塑料模具鋼等。