化學成分在模具鋼中的作用是什么?
化學成分在模具鋼中有什么作用?簡單來說:鋼是鐵和碳的合金。其他成分用來使鋼的性能不同。以下介紹模具鋼中主要化學成分的作用,對進一步了解模具鋼更有幫助:
碳(C)存在于所有的鋼中,是更重要的硬化元素。它有助于增加鋼的強度和硬度,但會降低其塑性和韌性。我們通常希望刀具級鋼含碳量大于0.5%,成為高碳鋼。
硅(Si)-是一種常用的脫氧能力很強的脫氧劑。對鐵素體的固溶強化作用僅次于磷,提高了鋼的電阻率,降低了磁滯損耗,提高了磁導率,是硅鋼片的主要合金化學元素。提高模具鋼的淬透性和抗回火性有利于鋼的綜合力學性能,尤其是彈性極限。彈簧鋼中硅的主要作用是增加鋼的彈性。
鉻(Cr)-增加模具鋼和沖頭材料的硬度和強度,更重要的是耐腐蝕性。鉻含量在13%以上的視為不銹鋼。即便如此,如果保養(yǎng)不當,所有的鋼都會生銹。S136模具鋼和FS136模具鋼含鉻12%左右,所以耐蝕性特別好。
錳(Mn)-溶解在模具鋼的鐵素體和滲碳體中,提高鋼的強度和硬度。此外,由于Mn與S的親和力大于鐵與硫的親和力,可以帶走硫等一些有害物質(zhì),形成高熔點(高于1600度)的MnS,從而降低S對鋼的有害影響。
鉬(Mo)抑制奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變的能力更強,從而提高模具鋼的淬透性,是貝氏體高強度鋼的重要合金元素之一。當含量為0.5%左右時,可降低或抑制其他合金元素引起的回火脆性。在較高的回火溫度下,形成彌散分布的特殊碳化物,具有二次硬化效應(yīng),提高了模具鋼的熱強度和蠕變強度。
釩-增強耐磨性和延展性。碳化釩用于制造條紋鋼。多種鋼都含釩,其中Cr12Mo1V1含釩1%,可提高模具鋼的淬透性和耐磨性,延長工具鋼的使用壽命。
鎳固溶強化和提高淬透性的作用。在強度相同的情況下,細化鐵元素的晶粒尺寸,提高鋼的塑性和韌性,特別是低溫韌性。它可以與鉻和鉬結(jié)合使用,以提高鋼的熱強度和耐腐蝕性。718是P20的改進型,在P20的基礎(chǔ)上添加Ni,提高模具鋼的塑性和韌性。
鎢(W)-主要增加鋼的紅色硬度和耐磨性。鎢與適當比例的鉻或錳混合制成高速鋼。高速鋼SKH-9中含有大量的鎢。
磷(P)-正常情況下,磷是模具鋼中的有害元素。磷(P)會增加模具鋼的冷脆性,使模具鋼的焊接性變差;降低模具鋼的塑性,惡化模具鋼的冷彎性能。所以通常要求模具鋼中磷含量小于0.03%,對優(yōu)質(zhì)模具鋼的要求更低。磷、硫和錳一起用來增加鋼的可加工性。
硫(S)-通常也是一種有害元素。硫(S)使模具鋼熱脆,降低模具鋼的延展性和韌性,在鍛造和軋制過程中產(chǎn)生裂紋。硫(S)不利于模具鋼的焊接性,降低其耐蝕性。所以硫含量一般小于0.055%,優(yōu)質(zhì)鋼小于0.040%。而在模具鋼中加入0.08-0.20%的硫可以改善切削性能,稱為易切削模具鋼。