冷作模具钢 skd11 日本日立

SKD11基本信息

      材料名称：模具钢

      材料牌号：SKD11

      材料标准：JIS G4404：2000

      材料热处理硬度：HRC58-60SKD11是-种高碳高铬合金工具钢，热处理后具有很高的硬度磨性，并具有淬透性强，尺寸稳定性好的特点，适宜制做高精度长寿命冷作模具及热固成型塑料模具。

      SKD11特性：具有良好的韧性与抗高温疲劳性能能承受温度聚变，适宜在高温下长期工作具有良好的切削性能和抛光性能。

用途介绍

      厚度不大于6mm薄板材，高效落料模。冲载模及压印模各种剪刀、镶嵌刀片、木工刀片螺纹轧制模和耐磨滑块冷镦模具，热固树脂成型模，高级量规等深拉成型、冷挤压模具。

SKD11使用方法(仅供参考)

      A.“淬火+回火”状态下使用

      B.“淬火+冷处理+回火”状态下使用（适于高精度与尺寸稳定要求）

      C.“淬火+回火+氮化处理”状态下使用（适于表面高硬度要求）

      D.深冷处理 为获得*高硬度和尺寸稳定性，模具在淬火后立即深冷-70至-80℃，保持3-4小时，然后再回火处理，经深冷处理的工具或模具硬度比常规热处理硬度高1-3HRC。 形状复杂和尺寸变化较大的零件，深冷处理有产生开裂的危险。

      E.氮化处理 模具或工件氮化处理后，表面形成一层具有很高硬度和一定耐蚀性的硬化组织。

      F.在525℃氮化的处理，工件表面硬度约为1250HV，氮化时间对渗层影响如下表所示。氮化时间（小时） 20 30 60渗氮层深度mm 0.25 0.30 0.35

      G.在570℃软氮化处理，工件表层硬度约为950HV。通常软氮化处理2小时，硬化层深度可达到10-20um. 磨削加工模坯或工作在低温回火状态，磨削容易产生磨削开裂。为防止裂纹发生应采取小的磨削进给量多次磨削，同时辅加良好的水冷条件。

      线切割加工形状复杂或尺寸较大的模具，*终成行采用线切割加工时，通常会遇到开裂现象发生。

      为防止开裂，建议采用气淬及高温回火处理，以降低热处理应力，或对模胚进行腔预加工处理。

化学成份

      C 1.40-1.60

      Si 0.40

      Mn 0.50

      Cr 11.00-13.00

      Mo 0.80-1.20

      V 0.30

热处理

      淬火：先预热700-750℃，再加热至1000-1050℃在静止空气中冷却，如钢具厚度在6寸以上者加热至980-1030℃在油中淬硬更佳。

      回火：加热至150-200℃，在此温度中停留，然后在静止空气中冷却。

      硬度：HRC61以上。

      退火：加热至800-850℃，在此温度停留1-3小时，在炉中任其渐冷。

      锻制：900-1050℃。

Cr12Mo1V1简介

      标准：GB/T 1299-2000

      Cr12Mo1V1是国际上较广泛应用的高碳高铬冷作模具钢，属莱氏体钢，具有高的淬透性、淬硬性和高的耐磨性；高温抗氧化性能好，淬火和抛光后抗锈蚀能力好，热处理变形小。

对应牌号

      国产模具钢：Cr12Mo1V1

      对应美国AST：T30402(UNS)

      对应日本JIS：SKD11

      对应德国DIN,DINEN:X155CrVMo121

      对应英国BS,BSN:BD2

化学成分（%）

性能

      硬度 ：退火,≤255HB,压痕直径≥3.8mm;淬火,≥59HRC

      弹性模量为207000MPa，质量定压热容Cp为461J/(kg·K)。

Cr12Mo1V1 钢的临界温度

Cr12Mo1V1钢的线（膨）胀系数

适用范围

      Cr12Mo1V1宜制造各种高精度、长寿命的冷作模具、刃具和量具，例如:形状复杂的冲孔凹模、冷挤压模、滚丝轮、搓丝轮、冷剪切刀和精密量具等.

处理规范

      热处理规范：淬火,820±15℃预热，1000±6℃(盐浴)或1010±6℃(炉控气氛)加热,保温10～20min,空冷，200±6℃回火。钢材以退火状态交货。

模具钢简介

      模具钢是用来制造冷冲模、热锻模压铸模等模具的钢种。模具是机械制造、无线电仪表、电机、电器等工业部门中制造零件的主要加工工具。模具的质量直接影响着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产成本、而模具的质量与使用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外，主要受模具材料和热处理的影响。

      模具钢大致可分为：冷轧模具钢、热轧模具钢和塑料模具钢三类，用于锻造、冲压、切型、压铸等。由于各种模具用途不同，工作条件复杂，因此对模具用钢，按其所制造模具的工作条件，应具有高的硬度、强度、耐磨性，足够的韧性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。由于这类用途不同，工作条件复杂，因此对模具用钢的性能要求也不同。

      冷轧模具包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等。冷作模具用钢，按其所制造具的工作条件，应具有高的硬度、强度、耐磨性、足够的韧性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。用于这类用途的合金工具用钢一般属于高碳合金钢，碳质量分数在0.80%以上，铬是这类钢的重要合金元素，其质量分数通常不大于5%。但对于一些耐磨性要求很高，淬火后变形很小模具用钢，*高铬质量分数可达13%，并且为了形成大量碳化物，钢中碳质量分数也很高，*高可达2.0%~2.3%。冷作模具钢的碳含量较高，其组织大部分属于过共析钢或莱氏体钢。常用的钢类有高碳低合金钢、高碳高铬钢、铬钼钢、中碳铬钨钏钢等。

      热轧模具分为锤锻、模锻、挤压和压铸几种主要类型，包括热锻模、压力机锻模、冲压模、热挤压模和金属压铸模等。热变形模具在工作中除要承受巨大的机械应力外，还要承受反复受热和冷却的做用，而引起很大的热应力。热作模具钢除应具有高的硬度、强度、红硬性、耐磨性和韧性外，还应具有良好的高温强度、热疲劳稳定性、导热性和耐蚀性，此外还要求具有较高的淬透性，以保证整个截面具有一致的力学性能。对于压铸模用钢，还应具有表面层经反复受热和冷却不产生裂纹，以及经受液态金属流的冲击和侵蚀的性能。这类钢一般属于中碳合金钢，碳质量分数在0.30%~0.60%，属于亚共析钢，也有一部分钢由于加入较多的合金元素（如钨、钼、钒等）而成为共析或过共析钢。常用的钢类有铬锰钢、铬镍钢、铬钨钢等。

      塑料模具包括热塑性塑料模具和热固性塑料模具。塑料模具用钢要求具有一定的强度、硬度、耐磨性、热稳定性和耐蚀性等性能。此外，还要求具有良好的工艺性，如热处理变小、加工性能好、耐蚀性好、研磨和抛光性能好、补焊性能好、粗糙度高、导热性好和工作条件尺寸和形状稳定等。一般情况下，注射成形或挤压成形模具可选用热作模具钢；热固性成形和要求高耐磨、高强度的模具可选用冷作模具钢。

分类

      美国按模具服役条件将模具钢分为四大类，美国金属学会工具钢委员会列出了：冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢、塑胶模具钢等四大类。其中，冷作模具钢又分出12小类，热作模具钢9小类，塑料模具钢2小类，塑胶模具钢5小类。每个小类的选材又取决于三个主要因素：

      尺寸大小和形状的复杂性，

      被加工的材料，

      耐久性要求或设计寿命。

冷作模具钢

      可分为五组：W组、O组、A组、D组、S组。

      W组即水淬模具钢，有11个钢种，7个碳素模具钢，含碳量从0.7%-1.3%。

      O组即油淬冷作模具钢（俗称油钢），有4个钢种，含碳量在0.85%-1.55%，

      A组即空淬中合金冷作模具钢，有9个钢种，含碳量从0.5%-2.25%。

      D组即高碳高铬冷作模具钢，有7个钢种，含碳量0.9%-2.5%。

      S组即耐冲击工具钢，有7个钢种，含碳量0.4%-0.6%。

      用于冷作模具还有高速钢（HSS组）和超高速钢（SHSS组），钴基硬质合金和钢结硬质合金（HA组），粉末钢和工程陶瓷（PIM组），碳钨工具钢（F组），特殊用途工具钢（L组）。

冷轧模具钢的选用

      冷轧模具钢的主系列是高硬冷作类，主要用于要求高抗压和耐磨为主的模具，硬度高于HRC60-62。对于要求耐冲击、韧性高的模具，硬度低于HRC60- 62，主要用S类和部份A类和*普通的调质钢、弹簧钢、热作模具或基体钢。对于大型冲压模，如汽车外型冲压件，主要用铸铁类。简易或寿命数量少的用锌基合金或高分子复合材料。

      高速钢和超高速钢在冷作模具中的应用迅速增长。主要是有高的"抗压强度/硬度" 比值。且硬度可在HRC60-70之间选择。

      粉末模具钢有优良的耐磨寿命，硬度不大高HRC60-62，应用相当多。

      碳素工具钢在寿命10万件的冲头或软材料冲压模仍有一定的应用范围。

热轧模具钢

      美国热轧模具钢分二大类：热轧模具钢，和超级热强合金。

      热轧模具由于在有温度的条件下工作，要求材料具有热强性和热耐磨性，为了保证模具的使用寿命模具要冷却，热冷交替模具会出现龟裂，即热疲劳裂纹，所以材料又要求有抗裂纹能力和抗热疲劳性能。

按热强性排列的主系列进行选材:

      低合金调质模具钢（6G，6F2，6F3）→中铬热作模具钢（H11、H12、H13）→钨热作模具钢（H21，H22）。

      非标准的热作模具钢：例如热镦锻模具用时效硬化型的6H4。使用H11、H12、H13出现了不能满足热耐磨性时，可以选择6H1，6H2。

      当要求模具以热作耐磨性为主时，可以选择D2，D4→M2，M4→粉末钢。钢结硬质合金、钴基硬质合金的高温耐磨性是很高的，但其热疲劳性（即冷热抗疲劳裂纹）很差，不能在急冷急热状态下使用。

塑料模具钢

      美国是*早在工具钢中列出塑料模具专用钢的国家，以P来表示为主，共分为五类。

      渗碳型塑料模具钢：P1，P2，P3，P4，P5，P6。这类钢含碳量很低，主要是美国早期及用挤压成型制模法，要求冷塑性好，有高的挤压性能，成型后表面渗碳淬火提高表面硬度，使用寿命长。芯部超低碳可使淬火时变形量*小。

      调质型塑料模具：P20，P21。塑料模具中P20的用量很大，已成为主体，大多数在预硬状态时使用。

      中碳合金工具钢用于热固性塑料模。钢号有H13，而L2和S7，O1和A2也有应用。这一类的特点是：

      (1)基本属二次硬化金钢，500-600oC时的热强性好。

      (2)含铬较高，大气腐蚀性好。

      (3)淬透性极好，适用于大模块。

      不锈钢用于耐蚀性要求高的塑料模，主要钢号有420，414L，440，416。

      时效钢是经过时效处理而获得高的使用性能。有两种，一种是P21低碳Ni-A1时效钢；另一类是18Ni马氏体时效钢。后者是用于宇航工业的无碳高纯度、高强度、高韧性的材料。用于力学性能、尺寸精度、光洁度和耐蚀性都要求高的塑料模具中。

塑料模具钢的选用

      薄壁的塑料箱体，生产批量在小于10万件时，用P20，P21预硬态（HB250～300），腐蚀性较强时用414L。

      高寿命的普通塑料模，用P6或P20，经渗碳一淬火后硬度在HRC54-58；塑料件不太大时，可用O1，S7。腐蚀性较强时用420。

      非高温的热固性模用P6，P20经渗碳淬火后使用。腐蚀性强用420。

      高温热固性塑料模用H13和S7或渗碳钢P4。这些含铬较高有好的抗回火性和抗高温氧化性。

塑胶模具钢

      塑胶模具钢分预硬普通塑胶模具钢,预硬优质塑胶模具钢,预硬高硬度塑胶模具钢,预硬抗腐镜面塑胶模具钢,抗腐镜面塑胶模具钢5小类塑胶模具钢质量等级分配。