模具鋼材系列知識之初識模具鋼材

鋼材的問題,其實問的人比較少,一般來說,做設計的不會問關於鋼材的問題,而做老闆者,不需要再問鋼材的問題,那麼介於這兩者之間呢?

目前市面上鋼材型號挺多,五花八門,哪怕是賣鋼材的,也不一定能全知道鋼材的知識,那麼,對於模具行業的人來講,需要了解那麼多嗎?其實用不著。知識夠用就行,多了是浪費。

每家模具公司,使用的鋼材基本上就那幾種,很少有很大的變化,因為客戶基本比較穩定,每一個客戶對模具的要求和他願意出的價格,就決定了該客戶使用什麼樣的材料。

同一個客戶,基本上就用那幾種材料。

那麼,模具選材到底有什麼依據或標準,我們怎麼去確定某一個產品的模具,到底使用什麼鋼材合適呢?

要會選材,那麼,必須先對鋼材有個基本的瞭解和認識,否則,很難弄得清楚。感覺這種或那種材料都差不多,都可以用。

瞭解鋼之前,先來看一個叫“鐵”的東西,這個應該不用解釋,生活中遇到就挺多,給我們的第一印象是啥?

硬?

NO,其實不是,真正的純鐵,只要這貨沒有壞心眼,真的很純的話,那麼,它是比較軟的,沒有我們想象中的硬,生活中見到的那貨之所以硬,是因為它不純。

太純的人往往是沒有前途的,太純的鐵也一樣,為了體現自身價值,這貨便去勾搭“碳”。當它跟碳結合得較少時,大約低於0.02%,人們還是把它叫鐵,這時的稱呼應該是“熟鐵或純鐵”。這時,它只是個純情小生。

當這貨跟碳結合到一定量時,大約0.02%-2.11%時,我們就把它叫“鋼”了。於是,我們可以這樣看,“鋼”是比較風騷的鐵。這時,它變成一個成熟的男人。

假如,它的騷氣再加一點,變狂騷。與碳的結合大於2.11%之後呢?我們又把它叫鐵了,不過稱呼不一樣,這時應叫“鑄鐵或生鐵”。這時,它就變成了田伯光。

它的蛻變之路大約是下圖這樣

模具鋼材系列知識之初識模具鋼材


那麼多元素中,它為啥鍾情於碳呢?

因為碳可以把它弄硬,碳越多,它越硬。是不是越硬越好呢?物極必反。當硬到一定硬度時,就沒鳥用了。因為,它的性質會隨硬度而改變。越硬,就越脆。就是那些書面語說的韌性。硬度越高,韌性越差。

所以,咱們用料要取中間部分,它即要硬,又不能太硬,不能硬到脆了。這兩者適中就最好了。從這個角度來說,鋼是比較均衡適中的。

假如拿鋼跟生鐵對撞呢?生鐵會斷開,這時咱們就感覺鋼比鐵硬,這也只是一種感覺,感覺有時候不一定對。

碳素鋼

假如,鐵比較專一,只跟碳結合,這時形成的鋼材中,沒有其它元素,咱們就叫它“碳素鋼”。這只是理論狀態,但事實上呢?這是不存在的,沒有不偷腥的貓。現實中的鋼也沒這麼純,它往往還夾雜著其它物質,比如:硅、錳、磷、硫等,這些貨色,咱們稱它為雜質。

為啥稱為雜質呢?因為它不是我們主動願意加進去的,而是在冶煉的過程中,帶進去的。這幾個貨色,對鋼的質量有很大的影響。

不同的雜質在不同的時候起到不同的作用,雜質並不一定都是有害的。

硅:脫氧劑,它是為了消除鐵的氧化物,氧化亞鐵而使用的。由於是刻意加入使用的,難免會有殘留,殘留的硅,能提高鋼材的強度,硬度和彈性。它算是一種有益的成分。

硫:冶煉時帶入進去的,若鋼材中含量較高,熱加工時容易開裂,所以,這貨是要想辦法除去的禍害。

錳:為了消除硫而加入的,它可以降低剛的脆性,提高它的強度和硬度。所以,這貨還算是一個好東西。

磷:冶煉時帶入進去的,在低溫狀態下,它使鋼材變脆,有了這個壞處,便不用想它的好處,所以,這貨也是要想辦法除去的禍害。

一般的鋼材就僅僅這些雜質嗎?其實不是,還有其它的,沒必要去了解了。雜質的存在,也不影響它叫碳素鋼的這個名稱。

所以,鋼材質量的好壞,跟其雜質的含量有關,越少,就越好。優質鋼材,就是指雜質含量較少,相對較純的鋼材。

碳素鋼,根據其含碳量的不同,又分為,低碳鋼,中碳鋼,高碳鋼,這個不用瞭解了。

為了改善鋼材的某些特性,再主動的加點其它金屬進去呢?這樣的材質,便稱為“合金鋼”,知道這個概念即可。

無論是合金鋼還是碳素鋼,它們各自又分為結構鋼和工具鋼。於是,就有了碳素結構鋼、碳素工具鋼、合金結構鋼、合金工具鋼。接下來,對這幾種稍加解釋。

碳素結構鋼 它的優點是便宜,用於一些要求不高的模具上。比如試驗模,小批量試產模具,低端的日用品模具等。模具上所使用的碳素結構鋼多為優質碳素結構鋼,它的型號挺多,如,A3、8號、10號、15號、20號、30號、40號、45號、50號、55號。用得最廣的是45號,也是香港叫的王牌料,但王牌料不止是45號鋼,它大約包括45號,50號,55號。日本的稱呼是S45C,S50C,S55C。

碳素工具鋼 既然稱為工具鋼,其特點就是硬,碳含量較高,屬於高碳鋼,價格便宜,主要用於一些刀具上面,比如銼刀,鋸條,剪刀等。簡單的量具也多用這類型鋼材,如卡尺,量規等。它的型號也多,如T7、T7A、T8、T8A、T9、T9A、 T10、T10A、T12、T12A、T13、T13A等。

合金結構鋼 合金結構鋼的特點,淬透性好。這類型鋼型號也多,如:15Cr、20Cr、30Cr、35Cr、40Cr、45Cr等。用得較多的是40Cr,其特點是,調質後,具有良好的綜合性能,易切銷,硬度比碳素45號鋼要好,但焊接性能較差,易裂,應加熱焊。多用於一些中大型模具上。

合金工具鋼 其淬透性、耐磨性和韌性都是高於碳素工具鋼的。用於精度較高的模具。工作中用得較多的是Cr12,具有良好的淬透性和耐磨性,可做耐磨板之類的材料。該料必須經過熱處理後才能使用,熱處理前硬度很低,大約在HRC22以下。模具上使用時,淬火後硬度在HRC50左右即可。

下面這個圖,總結了本文的內容。(看不清可橫屏過來,或保存下來。)

模具鋼材系列知識之初識模具鋼材


以上,是剛材最基本的一些信息,瞭解了這個,拿著鋼材資料,也能讀懂一二了。下一篇文章,詳細介紹模具鋼材的分類,性能和用途。

拿著這篇文章的內容,可以好好的裝一下逼了。起碼能唬住行業內大多數人,不信挑幾個知識點去模房問問。

素彥新書《注塑模具結構實戰》接受預定,欲定書者,直接與素彥本人聯繫。


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