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1、LKM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 S50C 轧板 退火态供货 约HB170 220 S55C 锻件 退火态供货 约HB170 220 钢材特性 良好机械加工及切削特性 热处理 若客要求 建议调质至HRC28 32 为什么不建议调质至更高之硬度 2 合金模具钢之分类 塑胶模具钢 热作钢 冷作钢 其他特殊钢 塑胶模具钢 特性分类龙记塑模钢参照表 特性 硬度 抵抗变形之能力 韧性 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程度 加工性 机械切削加工性能 耐
2、磨性 在压力 冲击载荷及摩擦等工作条件下抵抗磨损之能力 抗腐蚀性 在氧化性介质中不易被氧化之能力 分类 P20系列 适用于一般塑胶模 如LKM638 LKM2311 MUP等 其厚度一般 160MM 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P20改良系列 如 LKM2312 P20 S 加硫使其极易切削 适宜大批量快速加工 LKM738 H P20 Ni 加镍提高淬透性 硬度分布均匀 PX88 均匀的组织及硬度 良好的焊接 蚀纹和抛光性能 LKM2711 P20特级版 适用于高硬度 高韧性及高磨光度模具 P20HH 化学成分特别配置 采用VAD熔炼技术
3、良好的锻压工艺及压缩比 综合机械性能更优越 P20LQ VAR VAD 双真空精炼 为光学级镜面钢 ASSAB718S H 经真空除气 钢材纯洁均匀 抛光性良好P21系列 要求尺寸稳定之塑胶零件 如日本大同之NAK55 NAK80 NAK55 P21 S VAR 易切削加工 镜面抛光一般 NAK80 P21改良 VAR 改善放电加工性 镜面抛光优异NAK55和NAK80为时效硬化钢 不宜氮化 提示 龙记销售P20 P21类塑胶模具参照表 P20LQMEK4 NAK80P20HH 718S 718H NAK55 LKM2711 MUP PX88 LKM738 LKM738H LKM2311LKM
4、2312 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DIN1 2083 1 2316日本JISSUS420J2 防酸性之模具 PVC PMMA等腐蚀性物质 出厂有退火状态 加工后淬硬 及预硬状态 龙记代理之品牌 法国奥伯杜瓦 A D X13T6W 236 236H 龙记特殊钢 LKM2083 LKM2O83HLKM2316A LKM2316 LKM2316ESR 瑞典一胜百 ASSAB S136 S136H 大同 DAIDO S STAR 420系列材料抗腐蚀性机理及鉴别方法 机理 42
5、0系列材料主要添加了合金元素Cr 含量一般 13 0 Cr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 片刻后若无反应 则为420不锈钢 反之则马上生锈 即为非420类钢材 龙记销售420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 LKM2316ESR LKM2083H LKM2316 RAMAX168 420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
6、光质量的因素 1 冶金质量 非金属夹杂物 气泡 氧化物及硫化物 2 组织不均匀度 浇注技术及锻造 3 硬度 高硬度有利于抛光 4 抛光技术 热作模具钢 出厂是退火状态 加工后可热处理至硬度HRC42 48 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 混加剂的塑胶模之材料 最常见为H11及H13 龙记代理品种有 LKM2344 LKM2344SUPER A D SMV3W DAIDO DH31 S ASSAB DIEVAR HOTAR 8407 A D ADC3 冷作模具钢 出厂是退火状态 加工后可提高硬度至HRC58 62 高硬度 高耐磨
7、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 大致分以下几种 AISIO1 AISID2 特殊材料 粉末钢 龙记代理品种 O1 ARNEDF 2 GOA LKM2510 D2 XW 42 DC11 LKM2379 D2 MOD DC53 ASSAB88 粉末钢 V10 其他 CALMAX635 LKM2767 6F7 其他特殊钢 日本新东透气钢 PM 35预硬至HV350 400 PM 40预硬至HV400 450 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 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 密度 硬度值的表示法 使
8、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 真空 非真空 表面热处理 表面淬火 火焰加热 感应加热 化学热处理 渗碳 氮化 碳氮共渗 渗金属 热处理工艺 退火正火淬火回火 高溫 低溫 氮化 加熱到高於臨界點Ac3某一定溫度 保溫一段時間 然後緩慢冷卻細化晶粒 改善組織 降低硬度而改善鋼材的切削性及為淬火做好組織準備例如 LKM2510出廠狀態 退火至HB230 退火 正火 加熱到高於臨界點Ac3約30 50 C 保溫一段時間 然後在空氣中冷卻 冷卻速度比退火為快 細化晶粒 改善組織 降低硬度而改善鋼材的切削性與退火比較 正火後所得的
9、珠光體較細 硬度和強度較高適用於低碳及中碳結構鋼 作為硬度調質之用 加熱到奧氏體溫度 保溫一段時間 然後用冷卻介質 如水 油 空氣 氮氣 急速冷卻 從而得到馬氏體組織提高鋼的硬度和耐磨性 需與回火配合 例如 LKM2510的淬硬溫度為820 C 淬火 回火 加熱到Ac1以下某一定溫度 保溫一定時間 再冷卻到室溫消除淬火後的內應力及降低脆性除著回火溫度的升高 強度和硬度逐漸下降 而塑性及韌性逐漸升高例如 LKM2510當回火溫度 200 C 硬度 62HRC 當回火溫度 400 C 硬度 50HRC 氮化 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 適用於低 中合金工具鋼 將模具或
10、零件加熱至500 570 C並注入氨氣 氨氣在此溫度下分解成氮離子滲入鋼材表面 影成堅硬的氮化物氮化層深度 0 08mm 0 2mm氮化層硬度 700 1000HV 為什麼模具熱處理後會變形 外應力機械加工在高溫下 應力釋放 強度下降 變型內應力熱應力加熱速度快或不均 形成模具不同地方不同膨脹 變型組織轉變應力組織之體積不同 轉變時產生差異 鐵素體 2 86A 奧氏體 3 57A 馬氏體 2 98A 體積增加 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 P19Low
11、CarbonSteelP20 39LowCarbon HighAlloysteelH11 H19ChromiumbaseOxOilHardeningSteelDxHighCarbonChromiumSteel2XX 3XX 4XX 6XXStainlessSteel 1 2738Lowcarbon highalloy1 2311Lowcarbon highalloy1 2312Lowcarbon highalloy freemachine1 2083Stainlesssteel1 2316Highperformancestainlesssteel1 2344Chromiumbase1 2510
12、Lowalloysteel1 2379Highcarbon highchromiumsteel 德国标准 DIN SxxCPlaincarbonsteelSUSxxStainlesssteelSKxCarbontoolsteelSKSxLowalloysteelSKDxMediumhighalloysteelSUJxBearingsteelSUMFreecuttingsteel 日本标准 JIS 钢材之硬度 常规表示有布氏 HB 洛氏 HRC 维氏 HV 里氏 HL 硬度等 其中以HB及HRC较为常用 HB应用范围较广 供货状态常用 Cu Al也可用 HRC适用于表征高硬度材料 如热处理硬度等
13、 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 而洛氏硬度计之测头为金刚石 在一定条件下 HB与HRC可以互换 其换算公式可大概记为 1HRC 1 10HB HV 适用于显微分析 Cu Al也可用 HL 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 吸塑模 吹气模 鞋模及发泡塑胶模2 电子业用夹具及工具3 机械零件4 超声波塑胶焊接机5 丝印 移印机械及夹具6 机械手 油压及气动元件7 自动化机械零件及机板8 表类成形零件 龙记现时代理之铝合金 美铝ALCOA6061 T6 T651 T65117075 T651瑞士铝ALUSUISSE7022 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EDM电蚀纯红铜铜合金 美国合金铍铜MM 30预硬至HRC26 32MM 40预硬至HRC36 42日立合金铜HIT 75预硬至约HB180 230 为什么建议客户采用HIT 75合金铜
