鋼材性能的影響因素,化學(xué)成分在鋼材中的作用
鋼材是鐵碳合金的一種,其含碳量介于0.0218%至2.11%之間。通過(guò)在普通鋼材中加入合金元素如鉻(Cr)、鉬(Mo)、釩(V)、鎳(Ni)等,可以得到合金鋼,模具鋼材即屬于此類。
調(diào)整鋼材性能主要通過(guò)以下三個(gè)方面:
1.合金成分:
碳(C):增加淬火組織的硬度,形成碳化物以提高耐磨性,但會(huì)降低韌性和可焊性。
鉻(Cr):提高鋼的硬度和淬透性,形成穩(wěn)定的碳化鉻以改善耐磨性。當(dāng)含量超過(guò)12%時(shí),具有耐腐蝕性和良好的拋光性。
鉬(Mo):作為強(qiáng)碳化物形成元素,提高耐磨性,抑制回火脆性,提供紅硬性和熱強(qiáng)度,增強(qiáng)淬透性和回火穩(wěn)定性。
釩(V):形成高硬度碳化物,細(xì)化鋼的晶粒,提高強(qiáng)度、韌性和回火穩(wěn)定性。
鎳(Ni):提高淬透性,細(xì)化晶粒。
硫(S):以MnS形式存在,影響材料的韌性、抗腐蝕性、拋光性等,但可提高切削能力。
2.冶煉工藝:
普通煉鋼:常規(guī)生產(chǎn)方法。
電渣重熔(ESR):通過(guò)強(qiáng)電流熔化粗鋼坯,利用電渣過(guò)濾雜質(zhì),實(shí)現(xiàn)純化,但細(xì)小雜質(zhì)去除不徹底。
真空電弧重熔(VAR):在真空環(huán)境中,通過(guò)強(qiáng)電流熔化鋼坯,雜質(zhì)汽化并被抽走,凝固速度快,組織致密,雜質(zhì)去除徹底,但整體重熔速度慢。
3.熱處理:
熱處理是通過(guò)加熱、保溫和冷卻過(guò)程,控制鋼材的加熱溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度,以改變其性能,滿足加工或使用要求。主要工藝包括退火、淬火和回火。
模具鋼分類:
冷作模具鋼:用于制造在冷狀態(tài)下對(duì)工件進(jìn)行壓制成型的模具,如冷沖裁、冷沖壓、冷拉深等模具。
熱作模具鋼:用于制造在高溫狀態(tài)下對(duì)工件進(jìn)行壓力加工的模具,如熱鍛、熱擠壓、壓鑄等模具。
塑料模具鋼:根據(jù)塑料制品的要求,選用不同性能的模具鋼,包括碳素結(jié)構(gòu)鋼、滲碳型、預(yù)硬型、時(shí)效硬化型、耐蝕型等。