DC53與Toolox44、XW-42、SKD11性能對比
來源:未知作者:-1發布時間:2016-03-09 10:44瀏覽量:次
------應用在五金(jin)沖壓成型模具
五金沖要(yao)模具(ju)對(dui)所用工具(ju)鋼的性能要(yao)求如下:
1. 耐磨性;
2. 沖擊(ji)韌性;
3. 抗(kang)壓強度;
4. 尺寸(cun)穩定性;
5. 表(biao)面硬度(du);
國內常用的冷沖模具鋼主要為: 國產的Cr12MoV,Cr12Mo1V1 ,國產DC53;進(jin)口(kou)的(de)SKD11, DC53, D2 等材料. 相比(bi)較傳統(tong)的(de)冷(leng)作(zuo)(zuo)工具(ju)(ju)鋼(gang),瑞(rui)典的(de)SSAB集團(tuan)所生產(chan)的(de)Toolox產(chan)品,應用在五(wu)金沖壓模具(ju)(ju)方面有一些比(bi)較獨到(dao)的(de)優(you)點,主要(yao)從五(wu)金沖壓成型模具(ju)(ju)所需(xu)要(yao)的(de)性能,和傳統(tong)的(de)冷(leng)作(zuo)(zuo)工具(ju)(ju)鋼(gang)做一些對比(bi).
1.耐磨性:
應用在(zai)(zai)五金沖壓模具方面,磨(mo)損主要存在(zai)(zai)兩種(zhong)形式(shi): 磨(mo)粒磨(mo)損和粘(zhan)著磨(mo)損.
1) 磨(mo)(mo)(mo)(mo)粒(li)(li)(li)(li)磨(mo)(mo)(mo)(mo)損: 由(you)外界硬(ying)質顆粒(li)(li)(li)(li)或硬(ying)表(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)微峰在摩擦(ca)(ca)副(fu)對偶表(biao)面(mian)(mian)(mian)相對運動過程中引起表(biao)面(mian)(mian)(mian)擦(ca)(ca)傷與表(biao)面(mian)(mian)(mian)材料脫落的(de)現(xian)象(xiang),稱為磨(mo)(mo)(mo)(mo)粒(li)(li)(li)(li)磨(mo)(mo)(mo)(mo)損。其特(te)(te)征是在摩擦(ca)(ca)副(fu)對偶表(biao)面(mian)(mian)(mian)沿滑動方(fang)向形成劃痕磨(mo)(mo)(mo)(mo)粒(li)(li)(li)(li)磨(mo)(mo)(mo)(mo)損對材料本身的(de)硬(ying)度(du)以及(ji)成分有(you)很大的(de)關系,Toolox44由(you)于成分的(de)特(te)(te)殊性,以及(ji)硬(ying)度(du)HRC45-48的(de)范(fan)圍,抗(kang)磨(mo)(mo)(mo)(mo)粒(li)(li)(li)(li)磨(mo)(mo)(mo)(mo)損的(de)性能相對比較弱一些.但是在抗(kang)粘著磨(mo)(mo)(mo)(mo)損方(fang)面(mian)(mian)(mian)效果(guo)非常好.
2) 粘著(zhu)(zhu)磨(mo)損: 粘著(zhu)(zhu)磨(mo)損又稱咬合磨(mo)損,它是指滑動摩擦時摩擦接(jie)觸面(mian)局部發生金屬(shu)粘著(zhu)(zhu),在隨后相對(dui)滑動中粘著(zhu)(zhu)處(chu)被(bei)破壞,有金屬(shu)屑(xie)粒(li)從零(ling)件表(biao)面(mian)被(bei)拉拽下來或(huo)零(ling)件表(biao)面(mian)被(bei)擦傷的(de)一種(zhong)磨(mo)損形式。避(bi)免粘著(zhu)(zhu)磨(mo)損的(de)方(fang)法:選擇合適有較好(hao)韌性(xing),表(biao)面(mian)粗糙度(du)小的(de)材料,采用表(biao)面(mian)處(chu)理(li)(氮化或(huo)者涂(tu)層),限(xian)制摩擦表(biao)面(mian)溫度(du)等措施.Toolox44的(de)抗粘著(zhu)(zhu)磨(mo)損效果好(hao).
2.韌性: Toolox44 典型值30J,出廠(chang)所(suo)有鋼板經過(guo)檢測確認
SKD11 系列, 約(yue)5J左右,需要經(jing)過淬(cui)火+回火,不能保證
DC53, 約10 J左右,需要(yao)經過淬火+回火,不能保證
3.抗壓屈(qu)服強度(du)(20攝氏度(du)):
Toolox44, HRC 45, 1300MPa
SKD11, XW-42, HRC 62, 2200MPa
HRC 60, 2150MPa
HRC 55, 1900MPa
HRC 50, 1650MPa
DC53,ASSAB88, HRC 62, 2500MPa
HRC 60, 2350MPa
HRC 55, 2050MPa
HRC 50, 1700MPa
從屈服強(qiang)度來看,Toolox44 由于硬度比(bi)較(jiao)低(di),相對的屈服強(qiang)度也比(bi)較(jiao)小,因此Toolox44材料就不太(tai)適合高(gao)速沖以(yi)及過大的沖擊壓力條件下(xia)工作的模具.
4.尺寸穩定性:
主要是指材料(liao)經過淬火+回火后,由材料(liao)內(nei)應(ying)力而產(chan)生(sheng)(sheng)的變(bian)形,以及(ji)因為機械加(jia)工導致的尺寸(cun)(cun)變(bian)形. 這和(he)熱處理后殘(can)留奧(ao)氏體(ti)的含(han)量以及(ji)碳化物析(xi)出(chu)面積比例有關,殘(can)留奧(ao)氏體(ti)和(he)碳化物析(xi)出(chu)所占面積比例越(yue)(yue)小,尺寸(cun)(cun)穩定性越(yue)(yue)好(hao).殘(can)余奧(ao)氏體(ti)隨(sui)著時間的推移(yi),會逐步(bu)轉變(bian)為馬氏體(ti),而馬氏體(ti)的體(ti)積大(da)于奧(ao)氏體(ti),因此,殘(can)留奧(ao)氏體(ti)和(he)碳化物析(xi)出(chu)越(yue)(yue)多,產(chan)生(sheng)(sheng)的內(nei)應(ying)力越(yue)(yue)大(da),也(ye)就更加(jia)容易產(chan)生(sheng)(sheng)變(bian)形.
Toolox系列材料碳(tan)化物析(xi)出和(he)殘留奧氏(shi)體面積比例僅為6.4%左右,而通常XW-42和(he)D53由于(yu)產地和(he)熱處理(li)條件(jian)和(he)技術的(de)不(bu)同,會有很(hen)大的(de)不(bu)確(que)定性.
一般一勝百,日立,大(da)同等(deng)公(gong)司專業(ye)的熱處理(li)條(tiao)件下,
SKD11,DC 53 ,1020-1040, 低溫回火(huo)170-200,HRC60-62, 殘(can)留(liu)奧氏體(ti) 20%-25%左右
高(gao)溫(wen)回火500攝氏度, HRC58-60殘留奧氏體(ti)10-15%左右,
Toolox系(xi)列的材料的尺(chi)寸穩(wen)定性(xing):4000mm長度內,變形量0.1mm.
5.表(biao)面(mian)硬度:
Toolox系列(lie)的(de)(de)材料(liao)(liao)非常適(shi)合表(biao)(biao)面處理,很多模具需要材料(liao)(liao)的(de)(de)綜(zong)合力(li)學性(xing)(xing)能(neng),即基體(ti)的(de)(de)高(gao)強度和表(biao)(biao)面的(de)(de)高(gao)硬度高(gao)耐磨性(xing)(xing)相結(jie)合的(de)(de)綜(zong)合性(xing)(xing)能(neng),而Toolox材料(liao)(liao)優(you)秀的(de)(de)表(biao)(biao)面處理能(neng)力(li),能(neng)很好地解決這個問(wen)題.
由于Toolox材料(liao)的成(cheng)分設計,氮(dan)(dan)化(hua)層和基體結合非常緊密(mi),通常模具鋼的氮(dan)(dan)化(hua)層都會產生細微裂紋,如果微裂紋連接起來(lai),容易造(zao)成(cheng)氮(dan)(dan)化(hua)層剝落,Toolox材料(liao)有非常優異的韌性(xing),不會產生氮(dan)(dan)化(hua)層剝落的問題.Toolox44可以表面氮(dan)(dan)化(hua)到HV850(約(yue)HRC65左右(you)).建(jian)議氮(dan)(dan)化(hua)溫度:510-530度.
DC53和SKD11,Cr 12MoV系列的(de)材料表面氮(dan)化性能(neng)不好.
由于(yu)Toolox44材料氮化后,表面硬度比(bi)較高,所以模具表面的拉傷等現象大(da)大(da)減少,使得產品(pin)品(pin)質更加優良.
6.抗回(hui)火性(xing)能:
由于Toolox系(xi)列的材(cai)料(liao),經(jing)過(guo)高溫約640度(du)左右回火,因此抗(kang)回火性(xing)能優異.
結論:
1. 針對(dui)大(da)尺寸(cun)的,五金沖壓成型模具(ju)來說,Toolox系列(lie)材料,尤其是Toolox44材料對(dui)比目前市場上(shang)通用的冷作(zuo)工具(ju)鋼SKD11/XW-42/DC53,具(ju)有(you)很(hen)多優(you)勢(shi),也存在不(bu)足.
2. Toolox44具有如下(xia)優勢:
1) 尺寸穩定(ding)性好;
2) 韌(ren)性好;
3) 表(biao)面處理(li)性(xing)能(neng)好(hao),可(ke)以得(de)到很高的(de)表(biao)面硬(ying)度;
4) 抗粘著磨(mo)損(sun)性(xing)能好.
5) 由于Toolox44是預硬度鋼,無需(xu)熱(re)(re)處理,因此省去(qu)了熱(re)(re)處理時間,不需(xu)要再次熱(re)(re)處理,也降低了熱(re)(re)處理帶(dai)來(lai)的(de)各種風險,大(da)大(da)降低模具制造商的(de)綜合成本.
3. Toolox44作為(wei)沖壓模(mo)具(ju)用鋼的劣(lie)勢:
1) 硬度比較(jiao)低,抗磨(mo)(mo)粒(li)磨(mo)(mo)損的能力比較(jiao)差,不(bu)適(shi)合高(gao)速薄片沖(chong)壓;
2) 屈服(fu)強度相對比(bi)較低,不太適合(he)高壓力的沖壓模具
4. Toolox44由于具(ju)備(bei)良好的韌(ren)性,尺寸穩定(ding)性,以及低應力,良好的表(biao)面處理等性能(neng),是(shi)對尺寸穩定(ding)性要求(qiu)高,韌(ren)性好,表(biao)面硬度高的大尺寸較厚板(ban)的沖壓成形模具(ju)。