日本工具鋼的種類和性能(二)

  3.38%Cr冷作工具鋼

  8%Cr系鋼雖然沒有納入JIS標(biāo)準(zhǔn)中,但是得到廣泛應(yīng)用。該鋼在SKD11的基礎(chǔ)上,調(diào)整成分、主要成分為1C-8Cr-2Mo。8%Cr產(chǎn)生的背景是,上世紀(jì)70年代,對(duì)淬火回火模具鋼進(jìn)行電火花放電加工十分普遍,但出現(xiàn)了電火花放電加工引起模具鋼產(chǎn)生裂紋的問題。裂紋產(chǎn)生的主要原因是放電加工異常層去除不夠,但也有淬火殘余應(yīng)力和韌性不足的原因。采用高溫回火可以有效消除殘余應(yīng)力。但SKD11經(jīng)高溫回火處理后,得不到要求的硬度,而且韌性也不好。因此,在SKD11的基礎(chǔ)上,降C和Cr提高韌性,添加較多的Mo,使鋼經(jīng)高溫回火也可獲得62HRC的高硬度,于是形成了8%Cr鋼。8%Cr的耐磨性不如SKD11,但由于綜合性能優(yōu)良,在目前仍得到廣泛應(yīng)用,是與SKD11并列的冷作工具鋼標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)。此后又開發(fā)出對(duì)8%Cr鋼進(jìn)行改良的鋼種。

  由于日本經(jīng)濟(jì)長期低迷、工具鋼生產(chǎn)企業(yè)全球化、東南亞各國工具鋼制造技術(shù)的提高,日本工具鋼企業(yè)為了生存,降低成本和縮短交貨時(shí)間成為當(dāng)務(wù)之急。在這種背景下,提高切削性和降低熱處理變形成為縮短交貨時(shí)間的有效手段。SKD11系鋼中的粗大硬質(zhì)碳化物多,切削性差,而且熱處理后工價(jià)尺寸變化大,尺寸修正要花費(fèi)時(shí)間,所以迫切要求開發(fā)出切削性好、熱處理變形小的工具鋼。目前已經(jīng)開發(fā)出的切削性好、熱處理變形小的8%Cr改良鋼充斥于工具鋼市場。

  3.4基體沖壓模具鋼

  基體沖壓模具鋼是消除SKD11粗大碳化物的、成分相當(dāng)于基體鋼的鋼種。基體沖壓模具鋼尚未納入JIS標(biāo)準(zhǔn)中,但各特鋼企業(yè)開發(fā)并銷售多種基體沖壓模具鋼。上述的8%Cr鋼在SKD11的基礎(chǔ)上,降C和Cr,減少了粗大碳化物,改善了韌性,但鋼中仍然有許多粗大碳化物。基體沖壓模具鋼在8%Cr的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步降C和Cr,使鋼中幾乎沒有粗大碳化物。因此韌性和耐疲勞性大大好于8%Cr鋼。并且切削性和熱處理尺寸變形各向異性也有明顯改善。基體沖壓模具鋼的采用,縮短了模具成品的交貨時(shí)間。

  3.55%Cr冷作工具鋼

  JIS中的5%Cr冷作工具鋼著名牌號(hào)是SKD12(1C-5Cr-1Mo系)。SKD12的C和Cr小于SKD11,韌性優(yōu)良,但耐磨性不如SKD11。SKD12的特點(diǎn)是熱處理尺寸變形各向異性小。SKD12的淬火溫度是970℃、低溫回火硬度雖然是60HRC,但高溫回火硬度小于58HRC,這些都缺乏通用性,所以很少使用。

  3.6火焰表面淬火鋼

  工具鋼一般經(jīng)常規(guī)淬火回火后使用。火焰表面淬火鋼是簡化進(jìn)行淬火回火處理的鋼類。火焰表面淬火是對(duì)加工后的模具用焊接噴嘴或熔斷噴嘴只對(duì)工件要求硬度部位加熱,然后冷卻,獲得60HRC以上硬度的熱處理方法。火焰表面淬火鋼要求的特性是,淬火溫度范圍大、并具有一定的淬透性、韌性和焊接性。火焰表面淬火鋼沒有納入JIS標(biāo)準(zhǔn),但各特鋼企業(yè)自行生產(chǎn)銷售滿足上述特性要求的表面淬火鋼。表面淬火鋼的主要成分是0.7C-1Si-1Mn-1Cr。由于表面淬火鋼的價(jià)格比沖壓模具鋼便宜,并且熱處理工時(shí)少、交貨期短,多用于汽車制造廠的切斷用模具。

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