模具鋼材系列之正確選擇鋼材的通用法則

上一篇文章中,講了鋼材最基本的知識,對於模具行業的人來說,這篇似乎更接近實戰,其實不然,沒有上一篇的鋪墊,這一篇有些東西便不容易理解了。

實際工作中,鋼材的選用,一般分為兩種情況,要麼,客戶指定,要麼,自行選用。

客戶指定這就沒法說了,按他要求,值得注意的是,客戶指定用鋼材,一般情況下不能任意調換,哪怕可能購買不到,也應先跟客戶溝通,取得客戶同意。

因為做為模具供應商,有時很難判斷與該產品相配套的產品外觀的要求,若兩個產品使用不用的鋼材製造,那麼,若產品有表面處理時(如蝕紋,)會使其不一致,使兩個產品外觀落差較大。而這時,從根本上很難解決。

我們大多數情況下說的模具用料,一般指膠位相關成型零件材料。比如,模仁,鑲件,滑塊,斜頂等。這些零部件中,以模仁材料最為重要。其它零件視模具實際情況,對於不重要的成型位置,也可選用其它材料。

那麼做為模具供應商,或模具設計師,整套模具的用料,應該心裡有個底。根據實際情況,面對材料與時間衝突時,應能判斷材料的可替代性。

講材料前,先來看兩個名稱,預硬鋼和加硬鋼。

預硬鋼 即出廠時,就擁有一定的硬度。硬度一般不是很高,容易切削,可直接拿來加工成模具,一般不需要熱處理。為了提高表面硬度,可進行氮化處理。

加硬鋼 加硬鋼一般需要熱處理後才能使用,熱處理前硬度較低,易切削,熱處理後,由於硬度較高,加工比較困難。因此,加硬鋼材的常規做法是,先開好粗,加工好運水孔,螺絲孔之後,再進行熱處理。熱處理回來之後,再進行精加工。

很多時候,我們看到某些鋼材後面帶H,如718H,P20H等,H是Hard的縮寫,代表硬度,多一個H,即要硬一些。比如,718HH比718H要硬。

要了解選材,先來看一下常用鋼材的大致信息。

模具常用鋼材性能

中碳鋼:模具用中碳鋼最多的是45#,50#,它是一個類別,不同編號各不一樣,但其使用性能相差不大,由於不同國家的編號標準不同,它又有,S45C,S50C,王牌等稱呼。我們要知道的是,其實它們就是同一類,只不過不同國家,編號不同而已。

45#鋼硬度大約在HRC20左右,該料硬度較低,韌性好,易生鏽,做為模具上的零部件時,一般不需要熱處理。若做為低端模具鋼材使用時,可進行調質處理,調質後硬度大約在HRC42~46。一般不建議硬度大於HRC50,否則易脆。

它常用於,模架,支撐住,限位柱等輔助配件。

P20:P20源於美國,是美國的叫法,國內比較雜,有很多種牌號,可以這樣看,P20屬於一個大的類別,其中有很多種料。常見的有:P20,1.2311,1.2312,618,718,718H等。我們口語中常稱呼的P20,多是指P20類鋼材中的P20材料。

該材料屬於預硬鋼,切削性能和拋光性能都還不錯,一般用於要求不高的大型模具後模,對於同類材質,對拋光要求較高的前模一般使用718H。或用於模具上的非成型零件,即沒膠位的零件上,如鏟基,滑塊座等。

P20出廠硬度大約在HRC30~36左右

718,718H,718HH:

718材料基本都是預硬狀態,它是在P20上改進而來,它歸屬於P20類,但它比P20材料要好。718H較718的硬度要高,模具中用718H的時候多一些,而718HH又比718H硬度要高。跟它差不多的還有德國的1.2738,但這兩者成分上略有不同,1.2738韌性比718要好,而718的強度和耐磨性要優於1.2738。

該材料的加工性能,拋光性,耐磨性等均不錯,一般用於大型模具的模仁材料。或用於斜頂,滑塊等

718H的硬度大約在HRC33~38左右

718HH的硬度大約在HRC36~40左右

NAK80:對比718H來說,這個料要硬一些,其拋光性能要好一些,蝕紋效果較好。普遍行業內認為,它可以用著鏡面產品上,不過,可以這樣理解,只要不是高要求的鏡面產品,確實可以用這個料。

但該料不耐腐蝕,會生鏽,所以,不適合於生產具有腐蝕性的塑料。否則生產久了之後會變得朦朧的感覺。

該料主要用於高精度,拋光要求高,表面蝕紋效果好的模具,該材料屬預硬料,不需要熱處理。一般用於模仁,鑲件,滑塊等成型零件。

NAK80的硬度大約在HRC38~42左右

S136:S136與NAK80要擺放到同一處來講,這種材料的最大特點是耐磨,耐腐蝕。用於高鏡面要求的產品,如相機,眼鏡等。

雖然NAK80也可做鏡面產品,但從拋光性來講,S136要比它優越,模具長時間生產後,仍然能保持原來的高光狀態。

跟S136特性差不多的還有1.2316,這個料的耐腐蝕性比S136還要好。可以這樣理解,要是強調拋光度,應選S136;要是強調耐腐蝕性,則選1.2316。

S136一般用於模仁,鑲件,滑塊等成型零件。

該材料屬於加硬料,熱處理後硬度大約在HRC48~52左右。

S136H:這個跟S136的區別在於,一個是預硬料,一個是加硬料。單從模具的角度來說,S136H加工週期和成本均要小一些。但從生產的角度來說,S136更耐操。所以,量大用S136。量不大用S136H。

S136H出廠硬度大約在HRC30~36左右。

H13:該料多用於小產品硬模上面,具有較高的強度和硬度,韌性好。跟它同類型的還有SKD61,8407,1.2344。大致上都差不多,8407淬火之後的韌性比H13要好一些。SKD61模具上頂針司筒類零件常常使用。

該料多做為硬模的模仁或鑲件用料,用於模具上一些易磨損的零件,或玻纖含量較高的模具。

熱處理後硬度大約在HRC48~52左右。

如何正確選材

模具選材最主要的影響因素是產量,客戶期望,價格。在很多低端,低價格模具上,很多采用45#鋼調質使用。所以,低端模具基本上就忽略了其它的因素。

排除低端模具外,按正常的思路,從模具的角度來說,模具的選材,首先應考慮塑料是否具有腐蝕性,產品是否有鏡面拋光,蝕紋要求,模具零件的磨損性能等。在這基礎之上,再考慮模具量產等級。

開始報模具價格時,很多客戶是指定用料,除特別不合理之外,這個咱們一般都是順應客戶的意願。

若客戶沒指定,則應先跟客戶溝通,確定好使用材料之後,再報模具價格。而這裡,就需要對用料做個基本的判斷,大致總結歸納如下:

低端低價模,用45#或P20。

高價模,高鏡面要求用S136,腐蝕性強用1.2316

沒腐蝕性用NAK80或718H

硬模多用8407,H13,1.2344。

質量和精度要求高的,選用耐磨性和硬度好的材料。

還有很多人按模具產量來分,其實我個人認為,除了試驗模,低端低量產模之外(一般指30萬次以內的模具),產量因素不應太大,真正高品質的產品,模具生產了50萬次跟沒生產時,產品的品質上肯定有差別。只是能否接受的問題。而這個段位的模具,用料基本都上了一定的等級。到達這一級別後,料與產量之比,不會太大。

好比業界劃分的,NAK80的模具,產量一般不超過50萬次,這是行業內的某些大伽說的。我就說放屁,NAK80做的模具,除了模具本身結構風險,加工因素除外,真正使用壽命超過80萬次。你自己做不好,給再好的料做,也都白搭。

真的量大,不是靠單個模具的用料好壞來控制的,就算好到天,你的生產量也都是死的,畢竟一天就24小時,而產品具有時效性,有些產品就賣那麼兩年,這時,難道不是靠開復制模來滿足生產要求嗎?

模具鋼材系列之正確選擇鋼材的通用法則


分享到:


相關文章: