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日本冷作模具鋼的研究
添加時間:2016-03-24
在60年代,日本就已經使用SKD11。從1975年左右開始,隨著電火花加工技術的普及,日本開始采用高溫回火處理技術,但對于SKD11來說,存在著高溫回火硬度比低溫回火硬度低的缺點。而且,隨著TRD和CVD處理技術應用的擴大,對提高高溫回火硬度的要求越來越高,因此在80年代前期日本山陽特殊鋼公司開發了QCM8、大同特殊鋼公司開發了DC53等8%Cr鋼。8%Cr鋼的碳和Cr含量只有SKD11的2/3,因此可以減少Cr鋼的一次碳化物量,且由于一次碳化物的粒度也減小了,因此可以提高鋼的韌性和切削性。另外,雖然SKD11的高溫回火硬度不到60HRC,但Mo含量是SKD11兩倍的8%Cr鋼的高溫回火硬度可達60~62HRC,已被廣泛采用。

  在90年代,隨著切削機械和切削工具的改進,汽車制造廠家對降低模具費用的要求越來越高。為此,日本高頻鋼業公司開發了重視切削性的冷作模具鋼----KD11S,該鋼添加S等有助于改善切削性的元素。重視切削性的冷作模具鋼是一種添加了有助于改善鋼的切削性的化學元素,可減少碳化物的材料。還開發了與SKS相同的切削性非常好的材料。

  到2000年左右,隨著高強度鋼板應用的擴大,8%Cr鋼和重視切削性的冷作模具鋼出現了模具粘模和模具磨損的問題。為了既能確保切削性,又能提高耐磨性,減少熱處理變形和表面處理后的精整工時,在2004年日立金屬公司開發了SLD-MAGIC。

  可應用于金屬薄板沖壓模具的表面處理技術以TRD法和CVD法為主,再處理時不會產生變形的PVD法可以改善表面特性并降低成本,其應用不斷擴大。隨著PVD法應用的不斷擴大,應用TRD法和CVD法制作的模具存在著皮膜的密封性不好的問題,使得原本應用受限的原模制作材料的應用也增加了。日本高頻鋼業和大同特殊鋼公司分別開發了NOGA和DCMX,這些鋼的組織非常適合PVD法的表面處理,自2008年以來開始銷售。

  雖然開發了許多新材質,但推測冷作金屬模材料的使用量有一半是SKD11。關于SKD11的機械特性的時間序列數據,日立金屬公司在1984年發表的有關大幅度提高工具鋼質量的報告中只有抗折吸收能提高20%的數據等。這是因為SKD11是高C高Cr系鋼,容易產生巨大的碳化物、韌性值低,而且因產品尺寸的不同,韌性等也有很大的變化影響所致。另外,SKD11因成分值和制造方法等的不同,特性也會產生很大的變化。對某新興國生產的SKD11和相當于日立金屬公司生產的SKD11材料的SLD的沖擊值進行了比較。比較結果可知,某新興國生產的SKD11的硬度偏差大,沖擊值低。硬度偏差受成分偏差大小的影響。換言之,受制造工藝的影響大,但日本生產的SKD11可以用于制作高端要求的金屬模。

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