碳素工具钢课件.ppt

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1、神采創意工作室第八章模具材料第8章模具材料8.1　沖壓模具材料8.2　塑膠模具材料8.3　壓鑄模具材料8.4　模具材料選擇8.5　模具材料熱處理8.6　表面處理8-003模具學沖壓模具材料8-1沖壓模具作業：耐壓力、耐沖擊、耐磨耗性及淬火時變形小。是沖壓模具材料應具備條件。碳鋼很困難滿足這些條件，為此要添加錳(Mn)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、鎢(W)、鉬(Mo)、釩(V)或鈷(Co)等合金元素改善鋼質。【8-02】8-004模具學碳(C)：增加鋼硬度及耐磨性但降低韌性。碳為鋼最主要成份，對鋼影響顯著，含量增加可改變機械性質，加強抗拉強度或硬度、減少韌性或延性、減弱沖擊強度、增

2、強磨耗性、增加被削阻力、降低熔接性。【8-02】沖壓模具材料8-18-005模具學錳(Mn)：增加高溫抗拉強度、硬度，可增高淬火性，且賦予耐磨耗性，顯著減少熱處理時變形率，防止硫所致脆性化。錳使鋼料易於熱軋或鍛造，工具鋼至少都含0.2%～0.5%錳含量。鋼料可能含錳高達20%，產生冷作硬化現象。添加更多錳於碳鋼中效果為增加其硬度穿透。【8-02】沖壓模具材料8-18-006模具學矽(Si)：增加耐熱性、耐蝕性及強度，並改善電磁氣性質。工具鋼皆含矽0.10%～0.30%，添加目的與加少量錳相同，使鋼容易鑄造及熱作。矽通常不單獨使用，深硬化元素如錳、鉬或鉻通常與矽加入使用。矽會增

3、加工具鋼強度和韌性。【8-02】沖壓模具材料8-18-007模具學磷(P)及硫(S)：磷及硫二元素經常出現在鋼料完全分析中，都被認為是有害的雜質，必須儘量降低。平爐工具鋼中含量皆少於0.05%，電爐工具鋼，即使最廉價等級亦少於0.03%。硫加入高合金工具鋼改進切削性。熔融時要特別小心，須確實形成正確碳化物形態，並嚴格控制含量和分佈。【8-02】沖壓模具材料8-18-008模具學鉻(Cr)：增加耐磨性、耐蝕性、硬化能高溫強度。碳鋼中加鉻時，可提高抗拉強度、硬度、減少伸度、沖擊值。含量增加時，改善淬火性、耐磨耗性，通常與鎢共存，增高效果。【8-02】沖壓模具材料8-18-009模

4、具學鎢(W)：增加硬度、耐磨性及高溫抗拉強度。加鎢會產生與鉻類似性質，因與碳化合，形成硬碳化物，增高硬度、耐磨耗性，增大高溫的較化阻性。鎢須大量添加才會有效。加入高碳工具鋼大約1.50%，增加耐磨性。鎢常與碳形成化學性結合，碳化物具有極高硬度和耐磨性及優良紅熱硬度。【8-03】沖壓模具材料8-18-010模具學鉬(Mo)：增加硬化能、耐蝕性、抵抗潛變、防止回火脆性。鉬(Mo)與鎢有同樣的性質，會增加紅熱硬度和耐磨性，效力約鎢的2倍，且與鉻同樣提高淬火性，增大淬火硬化層，提高高溫硬度、潛變阻力，回火硬化性較大。【8-03】沖壓模具材料8-18-011模具學釩(V)：加強晶粒微細

5、化。釩(V)使鋼結晶粒微細化，固溶於基地鐵，提高硬化能，增大回火軟化的阻性，通常很少單獨使用，與鉻或鉻-鎢共存。在碳鋼中加入少量釩(約0.15%)，含量不影響硬度或硬度穿透。在某些鋼中，能保持鋼料晶粒細小增加韌性。【8-03】沖壓模具材料8-18-012模具學鈷(Co)：增加高溫強度。鈷很少單獨使用，與鉻、鎢、鉬(Mo)等共存發揮其效果。鈷除高速工具鋼外很少使用。用來增加紅熱硬度以便工具可在更高速下使用，同時會增高一些硬化溫度，增加表面脫碳傾向及減低韌性。【8-03】沖壓模具材料8-18-013模具學廣義模具材料：使用在模具上任何材料。模具材料包括金屬與非金屬。歸納三大類：構

6、造用鋼、工具用鋼、特殊用材料等。狹義模具材料：指工具鋼為中心材料，其強度與耐磨性影響整體模具壽命。【8-03】沖壓模具材料8-18-014模具學目前國內生產鋼材，除了碳鋼外，大部份工具鋼都仰賴進口，以日本為最多，美國、德國、瑞典次之。工具鋼種類繁多，其大部份均可做模具鋼使用，在選用模具材料時須格外謹慎與適確。工具鋼本身是由碳鋼加上合金元素組成不同鋼質。【8-03】沖壓模具材料8-18-015模具學日本JIS標準與中國CNS標準將工具鋼分為三類：第一類：碳素工具鋼第二類：高速工具鋼第三類：合金工具鋼【8-03】沖壓模具材料8-18-016表8.1　JIS工具鋼分類標準模具學【8

7、-04】8-017表8.2　CNS工具鋼分類模具學【8-04】8-018模具學特性：耐磨耗性高。韌性(耐沖擊性)大。經熱處理變形小。淬火性良好。切削性良好。硬度大。脫碳少。價格低。熱處理簡單。【8-05】沖壓模具材料8-18-019模具學機械構造用鋼(SC)：含碳量在0.10%～0.55%之低、中碳鋼。價格低廉，加工容易，適合模具附屬零件，如導料板、承板固定板、剝料板及少量下料模導桿、襯套。金屬少量下料用沖頭及刀口亦可用S30C以上加淬火製造。【8-05】沖壓模具材料8-18-020模具學碳素工具鋼(S