模具零件所用鋼种對照

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模具零件所用鋼种對照:
1.EJP(SKH) : 即SKH51高速工具鋼中的Mo系,58~60HRC母材硬度保證範圍.表面處理-Fe3O4-四三酸化鐵被膜.成分C-0.8~0.9,Si-0.4以下,M        n-0.4以下,P-0.03以下,S-0.03以下,Cr-3.8~4.5,Mo-4.5~5.5,W-5.5~6.7,V-1.6~2.2,雜質如Cu-0.25以下,Ni-0.25以下.比較需要韌性的一般切削用,或其他各种工具.
2.EJP(SKD) : 即SKD61 熱軋金屬模用合金工具鋼,適用於衝模壓鑄模和押出模.成分C-0.32~0.42,Si-0.8~1.2,Mn-0.3以下,P/S-0.03以下,Cr-4.5~5.5,Mo-1.0~1.5,V-0.8~1.2.雜質Cu/Ni-不超過0.25.
3.螺絲類(常態): SUS301經冷加工後可以得到高強度,用於鐵路車輛,帶式運送機,螺栓螺帽和彈簧.用於一般溫度下.屬熱軋冷軋不銹鋼鋼板,奧氏田鐵系固溶化熱處理.成分:C-0.15以下,Si-1.0以下,Mn-2.0以下,P-0.045以下,Ni-6.0~8.0,Cr-16.0~18.0
4.彈性件類(熱況): SUS304廣泛用於不銹鋼,耐熱鋼,可用於注射模中的墊圈,小彈簧的使用.JIS不銹鋼中的奧氏田鐵系.
5.螺絲類(熱態): SUS305較304的加工硬化性為低,用於旋壓成形,特殊抽制,冷軋加工等.JIS不銹鋼中的奧氏田鐵系.可作注塑模具中的螺絲.
6.螺絲類: SCM435鉻鉬鋼鋼材硬度28~36HRC,成分C-0.33~0.38,Si-0.15~0.35,Mn-0.6~0.85,P-
      0.03以下,S-0.03以下,Cr-0.9~1.2,Mo-0.1~0.3.常用於強力螺絲,螺栓,軸和臂類.
7.銷釘類: SUJ2硬度HRC58以上,為高碳鉻軸承鋼鋼材,外徑公差:+0.01/+0.005 .成分:C-0.95~1.1,Si-0.15~0.35,Mn-0.5以下,P/S-0.025以下,Cr-1.3~1.6,Mo-不得超過0.08.雜質Cu/Ni-不得超過0.25.另切削用熱加工鋼材之球狀化熱處理硬度如下:HB201以下,HRB94以下.
8.EJP(SUS440C): SUS440C為JIS不銹鋼中的麻田散鐵系,在所有不銹鋼,耐熱鋼中具有最高之硬度,適用於噴嘴,軸承用.概略組成18Cr-1C,其成分:C-0.95~1.2,Si/Mn-1.0以下,P-0.04以下,S-0.03以下,Cr-16~18
9.曰期標志柱(帶螺紋):使用SKD61硬度43~47HRC或是DH2F硬度38~42HRC,或是SUS420鋼材.而與之相配的外圓柱則用SUS420不銹鋼材,硬度50~53HRC.定位的鋼珠用SUS440C,硬度58HRC以上.彈簧用SUS304.
10.透氣用鋼柱:SUS316硬度130~190HV(~10HRC),JIS不銹鋼中的奧氏田鐵系.18Cr-12Ni-2.5Mo,對海水以及各种媒質較USU304耐蝕性強,其耐孔蝕性亦強.成分:C-0.08以下,Si-1.0以下,Mn-2.0以下,P-0.045以下,S-0.03以下,Ni-10.0~14.0,Cr-16.0~18.0,Mo-2.0~3.0

11.鍥形塊在結構上可有取用的螺絲孔)SKS3硬度53~56HRC或HPM2T硬度37~41HRC.SKD61硬度50~55HRC,SKS3為JIS合金工具鋼中冷軋金屬模用鋼,成分:C-0.9~1.0,Si-0.35以下,Mn-0.9~1.2,P/S-0.03以下,Cr/W-0.5~1.0.常用作量規剪刀,抽拉模,其他一般模具.
SKD61:空冷硬化鋼,600度作業,強度高,韌性好,抗熱裂性好.相當於國牌號中的4Cr5MoSiV1,瑞典的8407,美國的H13.適用於銅,鋁合金擠壓模,壓鑄模熱壓力機模.交貨時退火處理:硬度HB
14.調整用耐磨塊如抽芯上配合面上的嵌件)使用HPM2T硬度37~41HRC;或是SKS3硬度53~56HRC;另有HBsC4(銅合金)調整塊,MoS2埋設,使用溫度為-50度~+200度.也可使用SKD61,硬度48~52HRC.(如使用在鍥对粄整用耐磨塊上---此時要設有圓銷定位和螺絲鎖緊)
15.拉杆: 使用SUJ2材料硬度58HRC以上,表面高周波燒入(深度0.8~2.0)範圍為兩部在臺階上10.0處.
16.灌嘴:所用材質SKD61硬度48~52HRC;DC53硬度58~62HRC;HPM1相當使用硬度37~43HRC.或是SK3;或是SUS440C硬度50~56HRC.其中SK3為工具碳鋼,成分C-1.0~1.1,Si-0.35以下,Mn-0.5以下,P/S-0.03以下.可用於弓鋸,鑿刀,量具,發條(彈簧),剃刀,抽拉模.
SKS3 :油淬硬化的低合金冷作模具鋼,耐磨性能好,易淬火,表面淬火硬度高,HRC>62.淬火尺寸穩定,變形少.在交貨狀態時,材料為退火處理,55~207(HRC25~14相當中國牌號 9CrWMn ,瑞典的DF-2 ,及美國的O1鋼种,適作用于冷衝壓模具,塑膠料模具及量具刃具.
17.圓柱形定位柱:同軸度0.01/0.005(超精密級)內,外徑分別為DK6/D+0.005/0,所用材質為SKD11,硬度58~62HRC.為冷軋金屬模用之合金工具鋼鋼材,成分:C-1.4~1.6,Si-0.4以下,Mn-0.6以下,P/S-0.03以下,Cr-11.0~13.0,另Mo-0.8~1.2,V-0.2        ~0.5 ,Ni不超過0.5 .可用於量規,抽拉模,螺絲搓牙線.(另亦可用SUJ2,硬度58~60HRC)
      SKD11適用於形狀復雜而又可能變形的工具模,淬火硬度HRC>62.相當於中國牌號中的Cr12Mo1V1或是Cr12Mo1V,瑞典的XW-41,以及美國的D2鋼种,用於高耐性長壽命的各類冷衝壓模具及冷剪切模,搓絲板等.交貨時為退火處理硬度為:HB總之是含 高達12%的萊氏體冷作工具鋼,硬度可處理至61HRC,具備有卓越的耐磨性與抗回火性,极佳的抗剪切強度和絕好的韌性.
18.模具用定位塊,限位柱/止位梢等:材質為S45C,硬度46~50HRC.為機械構造用碳鋼,成分:C-0.42~0.48,Si-0.15~0.35,Mn-0.6~0.9,P-0.03以下,S-0.035以下.熱處理可分為:正常化,退火;淬火`回火.另S45C作一般邊接件用時,硬度38~43HRC,表面處理:四三酸化鐵被膜.另拉杆頭部的止位環也可用S45C硬度34~43HRC.
19.斜度分型面用磨耗塊:可使用磨耗快的S50C,硬度38~45HRC.為機械構造用碳鋼,成分: C-0.47~0.53,Si-0.15~0.35,Mn-0.6~0.9,P-0.03以下,S-0.035以下.(單材質而言:S50C在高周波燒入下可達58HRC以上.)
20.彈簧墊圈:用SWRH62硬度42~50HRC.SWRH62為硬鋼線材,成分為:C-0.59~0.66,Si-0.15~0.35,Mn-0.3~0.6-A型(或0.6~0.9-B型另P/S的含量在0.025以下,Cu為0.02以下.
22.塑膠開閉器:螺絲用SCM435;塑膠用POM耐熱溫度150度以下;與之相配的圓筒用S45C表面四三酸化鐵被膜,內表面粗糙度為0.4,側面有氣孔和小側平面用來跑氣.
23.機械式金屬型開閉器:大小卡頭均用SKD11硬度58HRC以上;外殼中與模座相貼的使用SK材料,硬度50HRC以上,另一半則使用SKD61硬度為50~55HRC;另長的出腳使用S45C硬度為高周波燒入45HRC以上.
24.拉板與拉板上螺絲外套環:材質S45C 硬度38~43HRC 表面處理:四三酸化鐵被膜.
25.冷卻用黃銅:材質為C3604 ,為快削黃銅.成分:Cu-57.0~61.0;Pb-1.8~3.7;Fe為-0.5以下.材質被切削性好,用於螺栓,螺帽,小螺絲,電子零件和照相機零件等.

26.衝模兩側等高墊塊:材質為SKS93 硬度54~58HRC,冷軋金屬模用合金工具鋼,成分:C-1.0~1.1,Si-0.4以下,Mn-0.8~1.1,P/S-0.03以下,Cr-0.2~0.6,可用於剪刀,量規,抽拉模!中與模板底面相接面的粗糙度為Ra1.6.另一般的面則為Ra6.3
27.托料梢/浮升梢:所用材質為SK4 硬度53~58HRC,另浮升用彈簧所用材質為SWP-A.
28.盤形彈簧:用料為S60C;S70C或是SK5M
五.圓筒螺旋彈簧設計:
1.材質:
彈簧鋼鋼材:SUP4,6,7,9,9A,10,10A ;以加熱成型彈簧為主,為泛用彈簧.
硬鋼線:SWB/SWC ,以常溫成型彈簧為主,為泛用彈簧.
琴鋼線:SWP ,以常溫成型彈簧為主,耐腐蝕,泛用彈簧.
油回火彈簧用碳鋼線:SWO ,以常溫成型彈簧為主,為泛用彈簧.
油回火閥彈簧用碳鋼線:SWO-V ,以常溫成型彈簧為主,為耐腐蝕彈簧.
油回火閥彈簧用鉻釩鋼線:SWOCV-V,以常溫成型彈簧為主,為耐蝕,耐腐蝕性彈簧.
油回火閥彈簧用矽鉻鋼線:SWOSC-V,以常溫成型為主,為耐蝕,耐腐蝕性.
油回火彈簧用矽鋼線:SWOSM,常溫成型為主,為泛用彈簧.
彈簧用不銹鋼線:SUS302,304,316,631.以常溫成型為主,為耐熱,耐蝕,泛用彈簧.
黃銅線:C2600 W-H,C2600W-EH,C2700W-H,C2700W-EH,C2800W-H.為常溫成型為主.用途可為導電,非磁,耐蝕.
白銅線:C7521W-H,C7541W-H,C7701W-H.常溫成型彈簧為主,用途可以為導電,非磁,耐蝕.
磷青銅線:C5101W-H,C5191W-H,C5212W-H.以常溫成型彈簧為主,用途可以為導電,非磁,耐蝕.
鈹銅線:C1720W-H,迷路溫成型為主,導電,非磁,耐蝕性用途.
3.受反復負載時疲勞強度有關加工處理的各因素:
A.強化,脫碳的影響:脫碳層在极薄厚度(0.05mm)時能使疲勞強度急下降,耐久度低下30~40%,另熱間成型彈簧的氧化作用使表面變粗,對疲勞強度有較大的影響.表面Ra為20~30um時,疲勞強度將行減半.
B.形狀尺寸的影響:彈簧的硬度因素與凹割系數,形狀系數有關,盡力避免斷面的劇烈變化和凹割.另同一材料直徑大者疲勞強度要差.如直徑20的比直徑5~10的強度要差20%.
C.電鍍的影響:可使鋼線的疲勞強度降低10~20%.但對腐蝕環境中的疲勞強度之降低有減少.
D.腐蝕疲勞的影響:在腐蝕環境中反復負載時,幾乎使彈簧沒有耐久度存在.
七.各种鋼材的對比與性能:
1.冷作模具鋼:
SKS3:同國產9CrWMn,美國的o1,瑞典的df-2.見前所述
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.相當於中國牌號的Cr12 ,瑞典的XW-5,美國的D3鋼种.交貨狀態:退火處理HB267~217(HRC28~18用於衝擊負載較小的冷衝模,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 可用於拉線模與抽拉模.
SKD11:同國產的Cr12Mo1V1,或是Cr12Mo1V,以及美國的D2鋼,見上所述.另外熱處理後性能: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.
DC-53: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.相當國牌號中的Cr8Mo1V1,適用於高韌性,高耐磨性的深衝模及花模.交貨時退火處理:硬度HB58,韌性和耐磨性能好,適用於雕花模,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

2.熱作模具鋼:
SKD61:同國產4Cr5MoSiV1,瑞典的8407,美國的H13,見上所述,另外熱處理後性能:淬火溫度1010度,淬火介質為油,回火溫度為550度,回火後硬度為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鋼种,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.適用於制作高溫下高應力,但不受衝擊負荷的凸模,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.如衝模,壓鑄模,押出模.交貨時退火處理,硬度HB預硬材料可以免除熱處理,永不變形,適合電蝕加工,易於鏡面拋光.常用於熱塑性塑膠料的注塑模,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,適合於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.常用於有鏡面拋光要求的大型塑膠模具.
SUS420J2:為麻田散鐵系SUS不銹鋼種,相當於國產4Cr13鋼.瑞典的S136鋼,美國的S42000鋼,交貨時預硬至HRC30~36,或是退火HB50,有超鏡面加工性能.常用於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,退火料淬火回火後硬度可達HRC46~48,常用於高防腐蝕及需要鏡面拋光的模具,特別適合於用PVC料.
NAK80:相當於國產鋼种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.常用於鏡面要求的攝影機,收音機,音響設備和透明罩以及膠片等.

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塑膠模具材料另一說法見解:
SUS420/SUS420J2:相當於國產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,极佳的拋光性和退火狀態下良好的機械加工性能.
SCM440:相當於國產42CrMo,美國的4140,適合製作中小型擠出模具,材料達高微觀純凈度和結構上的高勻質水平,
SUS630:相當於國產的OCr17NiCu4Nb,美國的17-4PH.新鋼种是沉淀硬化型馬氏體不銹鋼,該鋼种可具備所有性能的使用,或是適用於一定硬度級別上對機械性能的變化範圍有比較大的要求時所選用的材料,適用在對韌性/硬度/拋光性能/抗腐蝕性能有綜合要求的模具上.
九.模具新材料概說:
1.美國合金工具鋼分類: H&#61664;熱作工具鋼 A&#61664;冷作模具鋼 D&#61664;冷作工具鋼 O&#61664;冷作工具鋼 S&#61664;耐衝擊工具鋼 L&#61664;特殊用途工具鋼 F&#61664;特殊用途工具鋼 P&#61664;塑膠模具鋼
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,曰立的HPM2,大同的PDS5等.
B淬火回火型:中等含碳量並以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,組織均勻性而有曰立HPM31,FDAC和高周波的KD21,大同的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,大同的NAK55,NAK80,曰立的HPM1,HPM50,大同的MASIC.另曰立的YAG韌性好,鏡面加工好但成本高,使用範圍受限制.
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.
十.模具鋼知識:
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.在塑膠模具中,需咬花處理的,硫的含時越低越好(S
2.氧化物與硫化物的夾雜物含量极低可使強度韌性极佳.
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.
1.        電极:
2-1.電极材料:
常用的為石墨,紫銅,銅鎢合金,銀鎢合金等;石墨電极易加工,但電极損耗比較大,模具精度不易保証,僅用於精度不高的鍛壓類硬質合金型腔模的電火花加工;紫銅,銅鎢合金,銀鎢合金適用於精度要求較高的磁性材料和粉未冶金產品的硬質合金型腔模的電火花加工.銅鎢合金,銀鎢合金價格貴,鍛造成型困難,但電极損耗极少,特別適用於高精度,多溝槽類硬質合金型腔模的電火花加工,而經過反復鍛造的紫銅材料因其電极損耗適中,機械加工性能良好,是一般硬質合金型腔模理想的電极材料.
2-2.電极尺寸的計算:
    電火花加工主要有:單電极平動加工法;多電极更換加工法;電极分解加工法.   
A. 粗加工電极尺寸=模具尺寸±(放電間隙+平動量)=模具尺寸±0.35~0.5
B. 中加工電极尺寸=模具尺寸±(放電間隙+平動量)=模具尺寸±0.18~0.35
C. 精加工電极尺寸=模具尺寸±(放電間隙+平動量)=模具尺寸±0.06~0.15
2-3.電火花加工硬質合金型腔模的加工工藝
2-3-1.經濟電流密度:
根据經濟電流密度選擇初始加工電流值,再由初始加工電流值的大小選擇初始放電加工條件.經濟電流密度指:工件被電蝕部分單位投影面積上所承受的放電加工電流的大小.則放電加工電流=經濟電流密度X工件表面投影面積.一般情況下經濟電流密度的經驗值:
粗加工:Ij粗=(3~5)A/cm&sup2;
中加工:Ij中=(1~3)A/cm&sup2;
2-3-2.粗糙度升級:
    可根据粗糙度升級概念來選擇粗,中,精加工條件來編制放電加工程序.以下為粗糙度在粗,中,精,精細加工中的經驗值範圍:
粗加工:  Ra>12.5um            中加工:   Ra=2.5~12.5um
精加工:  Ra=0.6~2.5um          精細加工:  Ra

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