【正文】 為 %的中碳鋼。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 任務(wù)一 概述 ? 在鋼的熱處理技術(shù)上，我國(guó)早在戰(zhàn)國(guó)后期已廣泛采用淬火工藝，如河北易縣燕下都 44號(hào)墓出土的鋼劍和鋼戟，都經(jīng)過(guò)淬火處理，呈現(xiàn)針狀馬氏體顯微組織。在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，就率先使用生鐵制造鑄造用的模具 (鐵范 )，用來(lái)澆鑄鑄鐵的斧、鑿、鐮等工具。通過(guò)鑄鐵模具的使用，不僅可以改善鑄造鐵器的質(zhì)量，而且由于模具可以多次使用，能夠顯著地提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，對(duì)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展起到較大的推動(dòng)作用。說(shuō)明當(dāng)時(shí)已經(jīng)采用鋼制的冷拉模具生產(chǎn)針用鋼絲。而我國(guó)從 19世紀(jì)以來(lái)長(zhǎng)期受封建主義、官僚資本主義和帝國(guó)主義的統(tǒng)治，淪為半封建半殖民地社會(huì)，生產(chǎn)技術(shù)停滯不前，到 1949年新中國(guó)成立前年產(chǎn)鋼僅 15. 8萬(wàn)噸。 ? 新中國(guó)成立后，我國(guó)模具鋼的生產(chǎn)技術(shù)取得了迅速發(fā)展，在 1997年，僅冶金系統(tǒng)幾個(gè)主要特殊鋼廠的合金模具鋼產(chǎn)量已達(dá) 11萬(wàn)噸，居于世界前列，國(guó)產(chǎn)模具鋼基本上能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)模具行業(yè)的需要，而且還有部分出口。 1952年引進(jìn)蘇聯(lián)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，制定了我國(guó)重工業(yè)部部頒合金工具鋼標(biāo)準(zhǔn) 。到 1977年，在整頓原來(lái)的鋼種系列的基礎(chǔ)上，吸收我國(guó)歷年來(lái)科研開(kāi)發(fā)工作的經(jīng)驗(yàn)，制定了我國(guó)第一個(gè)合金工具鋼國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 12991977。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 任務(wù)一 概述 ? 三、國(guó)外模具鋼發(fā)展概況 ? 隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和新材料的不斷出現(xiàn)，模具的工作條件口益苛刻，對(duì)模具鋼的性能、質(zhì)量、品種等方面也不斷地提出更高更新的要求，為此，世界各國(guó)近年來(lái)都積極地開(kāi)發(fā)了具有各種特性、適應(yīng)不同要求的新型模具鋼，并在品種、質(zhì)量、生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)裝備上開(kāi)展了大量的工作，取得了迅速的進(jìn)步，下面分述如下 : ? ? 由于石化工業(yè)的發(fā)展，各種性能優(yōu)越的塑料材料不斷涌現(xiàn)，尤其是 20世紀(jì) 70年代以后工程塑料品種的大量開(kāi)發(fā)，塑料已經(jīng)成為一種重要的工業(yè)材料，廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各部門(mén)。美國(guó)現(xiàn)行的 ASTM A681標(biāo)準(zhǔn)中，塑料模具鋼為 P系列，包括 7個(gè)鋼號(hào) 。 ? 塑料模具鋼根據(jù)其性能和使用條件可分為 : ? (1)小尺寸模具用中碳調(diào)質(zhì)鋼。 ? (3)為改進(jìn)切削性能的含硫、鉛預(yù)硬化易切削模具鋼。 ? (5)高淬透性的冷作或熱作模具鋼用以制造整體淬火的高硬度模具或成形復(fù)合強(qiáng)化塑料的模具。 ? (7)耐蝕塑料模具鋼 (含不銹鋼 )，耐聚氯、聚氟乙烯腐蝕。 ? 、熱作模具鋼 ? 1)冷作模具鋼 ? 目前世界上通用的冷作模具鋼可分三類(lèi) :低合金冷作模具鋼，以美國(guó) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 任務(wù)一 概述 ? ASTM A681標(biāo)準(zhǔn)中的 O1(9CrWMV)為代表 。高合金冷作模具鋼，以 D2(Cr12Mo1V)鋼為代表。有些冷作模具如冷墩模具、厚板沖剪模具對(duì)模具材料既要求有良好的耐磨性，又要求較高的韌性，通用型冷作模具鋼不能滿(mǎn)足需要。該類(lèi)鋼 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 任務(wù)一 概述 ? 碳化物細(xì)小、彌散，抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性、耐磨性、可切削性、可磨削性、抗回火穩(wěn)定性高，熱處理變形小，將來(lái)有可能發(fā)展成為一種通用型冷作模具鋼。為簡(jiǎn)化工藝、縮短模具制造周期，發(fā)展了一些適應(yīng)火焰淬火要求的專(zhuān)用鋼號(hào)，如口本的 SX105 (7CrMnSiMoV) SX35 (Cr8MoV)等，其特點(diǎn)是淬火溫度范圍寬，淬透性較高，以適應(yīng)火焰局部加熱空冷淬火的要求，廣泛用于汽車(chē)制造業(yè)。用粉末冶金方法生產(chǎn)，在制粉過(guò)程中，由于鋼水霧化后迅速凝固，形成非常細(xì)小、彌散的碳化物，可顯著改善 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 任務(wù)一 概述 ? 鋼的韌性和可磨削性。 ? 2)熱作模具鋼 ? 熱作模具鋼主要用于制造金屬材料熱成形的模具材料，用量最大的為三類(lèi)通用型熱作模具鋼 :低合金熱作模具鋼，代表性鋼號(hào)為 5CrMnMo和 5CrNiMo。高合金熱作模具鋼，應(yīng)用 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 任務(wù)一 概述 ? 最廣的鋼號(hào)為 H21(相當(dāng)于 3Cr2W8V)?；w鋼的化學(xué)成分相當(dāng)于淬火后的高速鋼基體組織的成分，所以淬火后殘留的共晶碳化物數(shù)量很少，回火后碳化物細(xì)小、彌散分布，鋼的強(qiáng)韌性和熱疲勞性能好。低碳高速鋼是通過(guò)將高速鋼的 W。 ? (3)高溫?zé)嶙髂＞咪?。為此，?20年來(lái)，國(guó)內(nèi)外相繼開(kāi)發(fā)了以?shī)W氏體為基體組織的CrMn系和 CrMnNi系熱作模具鋼，加人釩、鎢、鑰等合金元素，通過(guò)時(shí)效硬化提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，以適應(yīng)工作溫度為 700 ℃ ~800 ℃ 熱作模具的要求。 ? (4)高溫耐蝕模具鋼。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 任務(wù)一 概述 ? (5)高淬透性熱作模具鋼。 ? (6)中合金高強(qiáng)韌性熱作模具鋼。 ? ，產(chǎn)品精料化、制品化 ? 為了提高模具制造業(yè)的生產(chǎn)效率和材料利用率，縮短模具制造周期， 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 任務(wù)一 概述 ? 配合模具工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中 CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用，模具鋼的品種規(guī)格迅速向多樣化、精料化、制品化發(fā)展。相當(dāng)部分的模具，如塑料模具、冷沖模、下料模、剪切模、壓鑄模等大部分是由幾塊扁平形部件組裝而成的，所以國(guó)外合金工具鋼鋼材產(chǎn)量中扁鋼和厚板占較大的份額。美國(guó) ASTM A6811984合金工具鋼標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)鍛造扁鋼、熱軋扁鋼、熱軋板材、冷拉扁鋼的技術(shù)條件都分別做了詳細(xì)的規(guī)定。國(guó)外模具鋼已口趨精料化，由鋼廠直接提供不同要求的、經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的、高尺寸精度、無(wú)脫碳層的精料。 1984年已專(zhuān)門(mén)頒布經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的合金工具鋼扁鋼及方鋼的專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn) ASTM A6851984。由冶金廠供應(yīng)經(jīng)過(guò)淬回火和精加工的模板、模塊等制品，模具廠可以直接采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)模塊，只對(duì)模具的型腔或刃部進(jìn)行精加工后即可與標(biāo)準(zhǔn)模架配套組裝后交貨。該 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 任務(wù)一 概述 類(lèi)制品適宜制造形狀復(fù)雜、大型、精密、長(zhǎng)壽命的塑料模具，深受模具制造行業(yè)的歡迎。在此，重點(diǎn)介紹以下三方面 : ? (1)高純凈度模具鋼。日立金屬公司把 SKD61鋼中 從 0. 03%降低到 0. 001%，鋼的沖擊韌性從 40 提高到 130 。提高模具鋼的純凈度，將降低鋼中夾雜物的含量，從而有效地提高鋼的拋光性能和表面粗糙度，這對(duì)塑料模具鋼尤為重要。模具大部分是多向受力，因此提高模具鋼的等向性，改善鋼的橫向韌性和塑性，使其與縱向性能接近，就可以大幅度提高模具的使用壽命?？诒究诹⒔饘俟景瞾?lái)工廠命名的 ISOTROPY。這種 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 任務(wù)一 概述 ? 高等向性模具鋼橫向的韌性和塑性值，可以相當(dāng)于縱向性能的80%~95%。生產(chǎn)低合金模具鋼時(shí)采用精煉、大斷面無(wú)缺陷連鑄、高剛度連軋機(jī)及高精度軋制、可控氣氛熱處理爐，不同類(lèi)型的精整和精加工以及無(wú)損探傷技術(shù)。 ? 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 任務(wù)一 概述 ? 新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)模具鋼生產(chǎn)發(fā)展較快，從無(wú)到有，從仿制到自行開(kāi)發(fā)，在短短的 60年內(nèi)，我國(guó)模具鋼產(chǎn)量已躍居世界前列。通過(guò)幾次鋼種的整頓和標(biāo)準(zhǔn)修訂，已經(jīng)初步形成比較完整的具有中國(guó)特色的模具鋼系列，在模具鋼的生產(chǎn)技術(shù)、品種質(zhì)量、科技開(kāi)發(fā)以及應(yīng)用工作等方面都取得了較多的新成就。 ? 1)鋼種系列與產(chǎn)品結(jié)構(gòu) ? 從我國(guó) 1999年制定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 12992023來(lái)看，鋼種系列比較 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 任務(wù)一 概述 完整，既包括了國(guó)內(nèi)外通用的性能較好的模具鋼，也納人了一些國(guó)內(nèi)研制的、在生產(chǎn)應(yīng)用中取得良好使用效果的新鋼種，基本上可以滿(mǎn)足模具制造業(yè)的需要。此外，陶瓷、玻璃、耐火磚等非金屬制品成形模具也有待于發(fā)展先進(jìn)的模具鋼。冷作模具鋼的鋼號(hào)系列比較完整，但目前占產(chǎn)量 70%左右的是 Cr12,Cr12MoV,CrWMn三個(gè)鋼號(hào)。熱作模具鋼的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要好一些，通過(guò) 10余年的大力推廣，世界上應(yīng)用最廣、綜合性能較好的中合金鉻鑰系熱作模具鋼 4Cr5MoSiV1( H13)的產(chǎn)量已居國(guó)產(chǎn)模具鋼的首位。大型棒材也已部分采用精鍛機(jī)或大型軋機(jī)生產(chǎn)，尺寸精度較好。國(guó)內(nèi)中小型模塊，都是由模具制造廠將圓鋼鋸切改鍛成扁鋼或模塊，由于采用自由鍛錘改鍛，加工余量大，材料利用率低，嚴(yán)重地影響了模具的制造周期。在一些鋼 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 任務(wù)一 概述 廠相應(yīng)地建成了一批先進(jìn)的工藝裝備，特別是“八五”期間建成和在建的模具鋼扁鋼和厚板生產(chǎn)線，投產(chǎn)以后對(duì)改善我國(guó)模具鋼的品種、規(guī)格起到了比較大的作用。特別是后步工序和質(zhì)量檢驗(yàn)手段落后，缺乏深度加工設(shè)備和在線質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備，在不少工廠中仍然采用 20世紀(jì)勸年代水平的工藝裝備進(jìn)行生產(chǎn)。 ? 4)專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn) ? 我國(guó)模具鋼分散在 10多個(gè)特殊鋼廠生產(chǎn)，生產(chǎn)分散，先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 任務(wù)一 概述 ? 不配套，影響國(guó)產(chǎn)模具鋼質(zhì)量的提高和產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。完善模具鋼精料產(chǎn)品生產(chǎn)線，提供冷拉材、剝皮材、磨削和拋光鋼材以及經(jīng)機(jī)加工并淬火、回火的模塊和模板等制品。采用精料，真空冶金、電渣重熔、多向鍛造、多向軋制、真空熱處理等生產(chǎn)工藝生產(chǎn)高級(jí)模具鋼，從而增加品種、提高質(zhì)量、降低成本，使我國(guó)模具鋼產(chǎn)品迅速達(dá)到世界先進(jìn)水平。 ? ? 冷作模具鋼主要用于制造在室溫條件下進(jìn)行壓制成形的模具，如冷沖壓模具、冷拉仲模具、冷墩模具、冷擠壓模具、壓印模具、輥壓模具等?？刹捎玫匿撎?hào)很多，一般采用高碳過(guò)共析鋼和萊氏體鋼，如碳素工具鋼、低合金油淬冷作模具鋼、空淬冷作模具鋼、高碳高鉻型冷作模具鋼、高速鋼、低碳高速鋼和基體鋼，及用粉末冶金工藝生產(chǎn)的高合金模具材料等。 ? ? 熱作模具鋼主要用于制造對(duì)高溫狀態(tài)的金屬進(jìn)行熱成形的模具。這類(lèi)鋼 W。特殊要求的熱作模具有時(shí)采用高溫合金和難熔合金制造，常用熱作模具鋼化學(xué)成分見(jiàn) 表 13所列。因此，塑料制品成形用的模具需要量迅速增長(zhǎng)，不少工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家塑料模具的產(chǎn)值已經(jīng)超過(guò)冷作模具的產(chǎn)值，在模具制造業(yè)中居首位。常用塑料模具鋼的化學(xué)成分見(jiàn) 表 14所列。 ? ? (1)硬度。冷作模具鋼在室溫條件下一般硬度保持在 60HRC左右，熱作模具鋼根據(jù)其工作條件一般要求保持在 40~55 HRC范圍內(nèi)。但具有同一硬度值而成分及組織不同的鋼種之間，其塑性變形抗力可能有明顯差別，如 圖 11所示。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 任務(wù)二 模具鋼的分類(lèi)、性能及主要用途 ? (2)紅硬性。碳素工具鋼、低合金工具鋼通常只能在 180 ℃ ~250 ℃ 的溫度范圍內(nèi)保持這種性能，而鉻鑰熱作模具鋼一般能在 550 ℃ ~600 ℃ 的溫度范圍內(nèi)保持這種性能。 ? (3)抗壓屈服強(qiáng)度和抗壓彎曲強(qiáng)度。在很多情況下，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)和抗彎試驗(yàn)的條件接近于模具的實(shí)際工作條件 (例如，所測(cè)得的模具鋼的抗壓屈服強(qiáng)度與沖頭工作時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的變形抗力較為吻合 )。 ? (4)韌性。模具鋼的化學(xué)成分、晶粒度、純凈度、碳化物和夾雜物等的數(shù)量、形貌、尺寸大小和分布情況，以及模具鋼的熱處理工藝和熱處理后得到的金相組織等因素都對(duì)鋼的韌性具有很大的影響。鋼的韌性、強(qiáng)度和耐磨性往往是相互矛盾的。沖擊韌性系表征材料在一次沖擊過(guò)程中試樣在整個(gè)斷裂過(guò)程中吸收的總能量。小能量多次沖擊斷裂功或多次斷裂壽命和疲勞壽命等試驗(yàn)技術(shù)正在被采用。決定模具使用壽命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。模具的磨損主要是機(jī)械磨損、氧化磨損和熔融磨損三種類(lèi)型。對(duì)于重載、高速磨損條件下服役的模具，要求模具鋼表面能形成薄而致密，且茹附性好的氧化膜，保持潤(rùn)滑作用，減少模具和工件之間產(chǎn)生砧咬、