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1、模具钢讲义讲义大纲1.一般模架用钢2.合金模具钢3.合金模具钢之热处理4.钢材之其他相关知识5.非铁金属1.一般模架用钢材 碳素结构钢 碳素结构钢 S50C S50C（轧板）轧板）退火态供货（约 退火态供货（约HB170-220 HB170-220）S55C S55C（锻件）退火态供货（约 锻件）退火态供货（约HB170-220 HB170-220）钢材特性 钢材特性 良好机械加工及切削特性 良好机械加工及切削特性 热处理 热处理 若客要求，建议调质至 若客要求，建议调质至HRC2832.HRC2832.为什么不建议调质至更高之硬度？为什么不建议调质至更高之硬度？2.合金模具钢之分类 塑胶模具
2、钢塑胶模具钢 热作钢热作钢 冷作钢冷作钢 其他特殊钢其他特殊钢 塑胶模具钢特性特性分类分类龙记塑模钢参照表龙记塑模钢参照表 特性特性 硬度：抵抗变形之能力硬度：抵抗变形之能力 韧性韧性：抵抗因应力集中而导致脆性破坏之能力 抵抗因应力集中而导致脆性破坏之能力 抛光度：材料表面通过抛光所能达到的光洁抛光度：材料表面通过抛光所能达到的光洁程度程度 加工性：机械切削加工性能加工性：机械切削加工性能 耐磨性耐磨性：在压力、冲击载荷及摩擦等工作：在压力、冲击载荷及摩擦等工作条件下抵抗磨损之能力条件下抵抗磨损之能力 抗腐蚀性：抗腐蚀性：在氧化性介质中不易被氧化之能力 在氧化性介质中不易被氧化之能力分类P20
3、P20系列：系列：适用于一般塑胶模，如 适用于一般塑胶模，如LKM638 LKM638、LKM2311 LKM2311、MUP MUP等。其厚 等。其厚度一般 度一般160 160MM MM，若厚度过高，则难以保证材料芯部与表 若厚度过高，则难以保证材料芯部与表面硬度之一致性。因此，根据不同的性能要求，推出 面硬度之一致性。因此，根据不同的性能要求，推出P20 P20改 改良系列，如：良系列，如：LKM2312:LKM2312:（P20+S P20+S）加硫使其极易切削，适宜大批量快速加工。加硫使其极易切削，适宜大批量快速加工。LKM738/H LKM738/H：（：（P20+Ni)P20+N
4、i)加镍提高淬透性，硬度分布均匀。加镍提高淬透性，硬度分布均匀。PX88 PX88：均匀的组织及硬度，良好的焊接、蚀纹和抛光性能。均匀的组织及硬度，良好的焊接、蚀纹和抛光性能。LKM2711:P20 LKM2711:P20特级版，适用于高硬度、高韧性及高磨光度模具。特级版，适用于高硬度、高韧性及高磨光度模具。P20HH P20HH：化学成分特别配置，化学成分特别配置，采用 采用VAD VAD熔炼技术、良好的锻压工。熔炼技术、良好的锻压工。艺及压缩比，综合机械性能更优越。艺及压缩比，综合机械性能更优越。P20LQ P20LQ：（：（VAR+VAD VAR+VAD）双真空精炼，为光学级镜面钢 双真
5、空精炼，为光学级镜面钢 ASSAB718S/H ASSAB718S/H：经真空除气，钢材纯洁均匀、抛光性良好 经真空除气，钢材纯洁均匀、抛光性良好 P21P21系列：系列：要求尺寸稳定之塑胶零件，如日本大同之 要求尺寸稳定之塑胶零件，如日本大同之NAK55 NAK55、NAK80 NAK80。NAK55 NAK55：P21+S P21+S（VAR VAR）易切削加工、镜面抛光一般 易切削加工、镜面抛光一般 NAK80 NAK80：P21 P21改良（改良（VAR VAR）改善放电加工性、镜面抛光优异 改善放电加工性、镜面抛光优异 NAK55 NAK55 和 和NAK80 NAK80 为时效硬化
6、钢，不宜氮化。为时效硬化钢，不宜氮化。提示 P20/P21类塑胶模具参照表 P20LQ MEK4 NAK80P20HH 718S/718H NAK55 LKM2711 MUP PX88 LKM738/LKM738H LKM2311 LKM2312 LKM638舞阳718 舞阳2311 P20/P21类 易切削 在此地区内之钢种在指引下可互替使用(除易削钢外)质量价格价格价 价格 420系列 德国 德国DIN1.2083/1.2316 DIN1.2083/1.2316 日本 日本JIS SUS 420 J2 JIS SUS 420 J2 防酸性之模具（防酸性之模具（PVC PVC，PMMA PM
7、MA等腐蚀性物质）等腐蚀性物质）出厂有退火状态（加工后淬硬）及预硬状态 出厂有退火状态（加工后淬硬）及预硬状态 龙记代理之品牌：龙记代理之品牌：法国奥伯杜瓦（法国奥伯杜瓦（A&D A&D）-X13T6W-X13T6W（236/236H 236/236H）龙记特殊钢：龙记特殊钢：LKM2083/LKM2O83H LKM2083/LKM2O83H LKM2316A/LKM2316/LKM2316ESR LKM2316A/LKM2316/LKM2316ESR 瑞典一胜百（瑞典一胜百（ASSAB ASSAB）-S136/S136H-S136/S136H 大同（大同（DAIDO DAIDO）-S-STA
8、R-S-STAR 420系列材料抗腐蚀性机理及鉴别方法？机理：机理：420 420系列材料主要添加了合金元素 系列材料主要添加了合金元素Cr Cr（含量一般 含量一般13.0%13.0%），），Cr Cr 在氧化性介质中极 在氧化性介质中极易钝化，生成致密的氧化物保护膜，从而使钢 易钝化，生成致密的氧化物保护膜，从而使钢材的抗腐蚀性大大提高。材的抗腐蚀性大大提高。鉴别方法：滴少许硫酸铜溶液于钢材表面，片 鉴别方法：滴少许硫酸铜溶液于钢材表面，片刻后若无反应，则为 刻后若无反应，则为420 420不锈钢；反之则马上 不锈钢；反之则马上生锈，即为非 生锈，即为非420 420类钢材。类钢材。420
9、类塑胶模具钢参照表 OPTIMAX(淬火)X13T6W(淬火)S136(淬火)X13T6W(预硬)S136(预硬)S-STAR LKM2083(淬火)LKM2316A(淬火)LKM2316 ESRLKM2083H LKM2316 RAMAX 168420类 易切削钢 在此地区内之钢种在指引下可互替使用(除易切削钢外)抛光性价格 影响塑模钢抛光质量的因素1.1.冶金质量（非金属夹杂物、气泡、氧化冶金质量（非金属夹杂物、气泡、氧化 物及硫化物）物及硫化物）2.2.组织不均匀度（浇注技术及锻造）组织不均匀度（浇注技术及锻造）3.3.硬度（高硬度有利于抛光）硬度（高硬度有利于抛光）4.4.抛光技术抛光
10、技术 热作模具钢 出厂是退火状态，加工后可热处理至硬度 出厂是退火状态，加工后可热处理至硬度HRC4248 HRC4248 要求高的热硬性，高温耐磨性，高的抗氧化能力、热疲劳抗力及高韧性 要求高的热硬性，高温耐磨性，高的抗氧化能力、热疲劳抗力及高韧性 作为压铸模具、长寿命或带磨损性塑料 作为压铸模具、长寿命或带磨损性塑料+混加剂的塑胶模之材料 混加剂的塑胶模之材料 最常见为 最常见为H11 H11及 及H13 H13，龙记代理品种有：龙记代理品种有：LKM2344/LKM2344SUPER LKM2344/LKM2344SUPER（A&D A&D）-SMV3W-SMV3W(DAIDO)-DH3
11、1-S DAIDO)-DH31-S（ASSAB ASSAB）-DIEVAR/HOTAR/8407-DIEVAR/HOTAR/8407(A&D)-ADC3 A&D)-ADC3冷作模具钢 出厂是退火状态，加工后可提高硬度至 出厂是退火状态，加工后可提高硬度至HRC5862 HRC5862 高硬度，高耐磨性，足够的韧性和疲劳抗力，热处理变形小 高硬度，高耐磨性，足够的韧性和疲劳抗力，热处理变形小 作为冷作模具、长寿命塑胶模之材料 作为冷作模具、长寿命塑胶模之材料 大致分以下几种：大致分以下几种：AISI O1 AISI O1 AISI D2 AISI D2 特殊材料 特殊材料-粉末钢 粉末钢 龙记代
12、理品种：龙记代理品种：O1 O1：ARNEDF-2/GOA/LKM2510 ARNEDF-2/GOA/LKM2510 D2 D2：XW-42/DC11/LKM2379 XW-42/DC11/LKM2379 D2 D2（MOD MOD）：）：DC53/ASSAB88 DC53/ASSAB88 粉末钢：粉末钢：V10 V10 其他：其他：CALMAX635/LKM2767 CALMAX635/LKM2767（6F7 6F7）其他特殊钢 日本新东透气钢 PM-35 PM-35 预硬至 预硬至HV350400 HV350400 PM-40 PM-40 预硬至 预硬至HV400450 HV400450
13、一种特殊烧结粉末钢，具透气功能，抗锈防酸能 一种特殊烧结粉末钢，具透气功能，抗锈防酸能力极佳，易切削，放电加工良好 力极佳，易切削，放电加工良好 适用于塑胶及压铸模具，解决因困气所形成之品 适用于塑胶及压铸模具，解决因困气所形成之品质及效率问题。质及效率问题。？密度，硬度值的表示法，使用中注意事项3.合金钢的热处理 热处理的类别 热处理工艺 上海龙记热处理服务热处理的类别 普通热处理 普通热处理 真空 真空 非真空 非真空 表面热处理 表面热处理 表面淬火 表面淬火 火焰加热 火焰加热 感应加热 感应加热 化学热处理 化学热处理 渗碳 渗碳 氮化 氮化 碳氮共渗 碳氮共渗 渗金属 渗金属热处理
14、工艺l l 退 退火 火l l 正 正火 火l l 淬火 淬火l l 回火 回火(高溫 高溫/低溫 低溫)l l氮化 氮化加熱到高於臨界點加熱到高於臨界點AcAc33某一定溫度某一定溫度,保溫一保溫一段時間段時間,然後緩慢冷卻然後緩慢冷卻細化晶粒細化晶粒,改善組織改善組織,降低硬度而改善鋼降低硬度而改善鋼材的切削性及為淬火做好組織準備材的切削性及為淬火做好組織準備例如例如:LKM2510LKM2510出廠狀態出廠狀態-退火至退火至 HB 230HB 230退火正火加熱到高於臨界點加熱到高於臨界點AcAc33約約3030-5050CC,保溫一段時保溫一段時間間,然後在空氣中冷卻然後在空氣中冷卻(
15、冷卻速度比退火為快冷卻速度比退火為快)細化晶粒細化晶粒,改善組織改善組織,降低硬度而改善鋼材的切降低硬度而改善鋼材的切削性削性與退火比較與退火比較,正火後所得的珠光體較細正火後所得的珠光體較細,硬度和硬度和強度較高強度較高適用於低碳及中碳結構鋼適用於低碳及中碳結構鋼,作為硬度調質之用作為硬度調質之用加熱到奧氏體加熱到奧氏體溫度溫度,保溫一段時間保溫一段時間,然後用然後用冷卻介質冷卻介質(如水、油、空氣如水、油、空氣/氮氣氮氣)急速冷卻急速冷卻,從而得到馬氏體組織從而得到馬氏體組織提高鋼的硬度和耐磨性提高鋼的硬度和耐磨性(需與回火配合需與回火配合)例如例如:LKM2510LKM2510的淬硬溫度
16、為的淬硬溫度為820820CC淬火回火加熱到 加熱到Ac Ac1 1以下某一定溫度 以下某一定溫度,保溫一定時間 保溫一定時間,再冷 再冷卻到室溫 卻到室溫消除淬火後的內應力及降低脆性 消除淬火後的內應力及降低脆性除著回火溫度的升高 除著回火溫度的升高,強度和硬度逐漸下降 強度和硬度逐漸下降,而 而塑性及韌性逐漸升高 塑性及韌性逐漸升高例如 例如:LKM2510 LKM2510 當回火溫度 當回火溫度=200=200 C,C,硬度 硬度=62=62 HRC;HRC;當回火溫度 當回火溫度=400=400 C,C,硬度 硬度=50=50 HRC HRC氮化 增加表面硬度，從而改善模具耐磨性，提高
17、壽命 增加表面硬度，從而改善模具耐磨性，提高壽命 可改善耐腐蝕性 可改善耐腐蝕性(適用於低、中合金工具鋼 適用於低、中合金工具鋼)將模具或零件加熱至 將模具或零件加熱至500-570 500-570 C C 並注入氨氣，氨氣在 並注入氨氣，氨氣在此溫度下分解成氮離子滲入鋼材表面，影成堅硬的氮 此溫度下分解成氮離子滲入鋼材表面，影成堅硬的氮化物 化物 氮化層深度：氮化層深度：0.08 0.08 mm-0.2 mm mm-0.2 mm 氮化層硬度：氮化層硬度：700-1000 700-1000 HV HV為什麼模具熱處理後會變形？外應力外應力 機械加工 機械加工 在高溫下，應力釋放 在高溫下，應力
18、釋放+強度下降 強度下降=變型 變型內應力內應力 熱應力 熱應力 加熱速度快或不均 加熱速度快或不均，形成模具不同地方不同膨脹 形成模具不同地方不同膨脹=變型 變型 組織轉變應力 組織轉變應力 組織之體積不同，轉變時產生差異。組織之體積不同，轉變時產生差異。鐵素體 鐵素體(2.86(2.86A)-A)-奧氏體 奧氏體(3.57(3.57A)-A)-馬氏體 馬氏體(2.98(2.98A)A)，體積增加 體積增加=變型 變型4.钢材之其他相关知识钢材之标准钢材之硬度钢材之标准美国AISI/SAE/ASTM德国DIN日本JIS中国GB法国AFNOR 美国标准（AISI）P1-P19 Low Carb
19、on SteelP1-P19 Low Carbon SteelP20-39 Low Carbon,High Alloy steelP20-39 Low Carbon,High Alloy steelH11-H19 Chromium baseH11-H19 Chromium baseOx Oil Hardening SteelOx Oil Hardening SteelDx High Carbon Chromium SteelDx High Carbon Chromium Steel2XX,3XX,4XX,6XX Stainless Steel2XX,3XX,4XX,6XX Stainless
20、Steel 1.2738 1.2738 Low carbon,high alloy Low carbon,high alloy 1.2311 Low carbon,high alloy 1.2311 Low carbon,high alloy 1.2312 Low carbon,high alloy,free machine 1.2312 Low carbon,high alloy,free machine 1.2083 Stainless steel 1.2083 Stainless steel 1.2316 High performance stainless steel 1.2316 H
21、igh performance stainless steel 1.2344 Chromium base 1.2344 Chromium base 1.2510 Low alloy steel 1.2510 Low alloy steel 1.2379 High carbon,high chromium steel 1.2379 High carbon,high chromium steel德国标准（DIN）SxxC Plain carbon steel SxxC Plain carbon steel SUSxx Stainless steel SUSxx Stainless steel SK
22、x Carbon tool steel SKx Carbon tool steel SKSx Low alloy steel SKSx Low alloy steel SKDx Medium high alloy steel SKDx Medium high alloy steel SUJx Bearing steel SUJx Bearing steel SUM Free cutting steel SUM Free cutting steel日本标准（JIS）钢材之硬度 常规表示有布氏（常规表示有布氏（HB HB）、）、洛氏（洛氏（HRC HRC）、）、维氏（维氏（HV HV）、）、里氏（
23、里氏（HL HL）硬度等，其中以 硬度等，其中以HB HB及 及HRC HRC较为常用。较为常用。HB HB应用范围较广，供货状态常用，应用范围较广，供货状态常用，Cu Cu、Al Al也可用 也可用。HRC HRC适用于表征高硬度材料，如热处理硬度等。两者区别在于 适用于表征高硬度材料，如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬 硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。度计之测头为金刚石。在一定条件下，在一定条件下，HB HB与 与HRC HRC可以互换。其换算公式可大概 可以互换。其换算公式可大概记为：记为：1 1HRC1/
24、10HB HRC1/10HB。HV-HV-适用于显微分析，适用于显微分析，Cu Cu、Al Al也可用。也可用。HL-HL-手提式硬度计，测量方便，但对样品厚度有要求。手提式硬度计，测量方便，但对样品厚度有要求。铝合金铜及铜合金5.非铁金属铝合金材料铝合金之特性铝合金之应用龙记现时代理的铝合金铝合金之特性 重量轻 抗腐蚀性/防锈良好的机加工性能高热传导性良好阳极氧化及电镀性能铝合金之应用1.1.吸塑模、吹气模、鞋模及发泡塑胶模吸塑模、吹气模、鞋模及发泡塑胶模2.2.电子业用夹具及工具电子业用夹具及工具3.3.机械零件机械零件4.4.超声波塑胶焊接机超声波塑胶焊接机5.5.丝印、移印机械及夹具丝
25、印、移印机械及夹具6.6.机械手、油压及气动元件机械手、油压及气动元件7.7.自动化机械零件及机板自动化机械零件及机板8.8.表类成形零件表类成形零件铝合金美铝ALCOA 6061-T6/T651/T6511 7075-T651瑞士铝ALUSUISSE 7022-T651问题：1.T6表示的意义？2.T6与T651之区别？铜及铜合金铜：日本三宝铜：日本三宝EDMEDM电蚀纯红铜电蚀纯红铜铜合金：美国合金铍铜铜合金：美国合金铍铜 MM-30 MM-30 预硬至预硬至HRC2632 HRC2632 MM-40 MM-40 预硬至预硬至HRC3642HRC3642 日立合金铜日立合金铜 HIT-75 HIT-75 预硬至约预硬至约HB180230HB180230？为什么建议客户采用为什么建议客户采用HIT-75HIT-75合金铜合金铜谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH