模具鋼材系列之正確選擇鋼材的通用法則
實(shí)際工作中,鋼材的選用,一般分為兩種情況,要么,客戶指定,要么,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(diào)換,哪怕可能購(gòu)買不到,也應(yīng)先跟客戶溝通,取得客戶同意。
因?yàn)樽鰹槟>吖?yīng)商,有時(shí)很難判斷與該產(chǎn)品相配套的產(chǎn)品外觀的要求,若兩個(gè)產(chǎn)品使用不用的鋼材制造,那么,若產(chǎn)品有表面處理時(shí)(如蝕紋,)會(huì)使其不一致,使兩個(gè)產(chǎn)品外觀落差較大。而這時(shí),從根本上很難解決。
我們大多數(shù)情況下說的模具用料,一般指膠位相關(guān)成型零件材料。比如,模仁,鑲件,滑塊,斜頂?shù)取_@些零部件中,以模仁材料更為重要。其它零件視模具實(shí)際情況,對(duì)于不重要的成型位置,也可選用其它材料。
那么做為模具供應(yīng)商,或模具設(shè)計(jì)師,整套模具的用料,應(yīng)該心里有個(gè)底。根據(jù)實(shí)際情況,面對(duì)材料與時(shí)間沖突時(shí),應(yīng)能判斷材料的可替代性。
講材料前,先來看兩個(gè)名稱,預(yù)硬鋼和加硬鋼。
預(yù)硬鋼即出廠時(shí),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(jìn)行氮化處理。
加硬鋼加硬鋼一般需要熱處理后才能使用,熱處理前硬度較低,易切削,熱處理后,由于硬度較高,加工比較困難。因此,加硬鋼材的常規(guī)做法是,先開好粗,加工好運(yùn)水孔,螺絲孔之后,再進(jìn)行熱處理。熱處理回來之后,再進(jìn)行精加工。
很多時(shí)候,我們看到某些鋼材后面帶H,如718H,P20H等,H是Hard的縮寫,代表硬度,多一個(gè)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:模具用中碳鋼更多的是45#,50#,它是一個(gè)類別,不同編號(hào)各不一樣,但其使用性能相差不大,由于不同的編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)不同,它又有,S45C,S50C,等稱呼。我們要知道的是,其實(shí)它們就是同一類,只不過不同,編號(hào)不同而已。
45#鋼硬度大約在HRC20左右,該料硬度較低,韌性好,易生銹,做為模具上的零部件時(shí),一般不需要熱處理。若做為低端模具鋼材使用時(shí),可進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,調(diào)質(zhì)后硬度大約在HRC42~46。一般不建議硬度大于HRC50,否則易脆。
它常用于,模架,支撐住,限位柱等輔助配件。
P20:P20源于美國(guó),是美國(guó)的叫法,國(guó)內(nèi)比較雜,有很多種牌號(hào),可以這樣看,P20屬于一個(gè)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。
該材料屬于預(yù)硬鋼,切削性能和拋光性能都還不錯(cuò),一般用于要求不高的大型模具后模,對(duì)于同類材質(zhì),對(duì)拋光要求較高的前模一般使用718H?;蛴糜谀>呱系姆浅尚土慵?,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(yù)硬狀態(tài),它是在P20上改進(jìn)而來,它歸屬于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(shí)候多一些,而718HH又比718H硬度要高。跟它差不多的還有德國(guó)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(qiáng)度和耐磨性要優(yōu)于1.2738。
該材料的加工性能,拋光性,耐磨性等均不錯(cuò),一般用于大型模具的模仁材料?;蛴糜谛表?,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(duì)比718H來說,這個(gè)料要硬一些,其拋光性能要好一些,蝕紋效果較好。普遍行業(yè)內(nèi)認(rèn)為,它可以用著鏡面產(chǎn)品上,不過,可以這樣理解,只要不是高要求的鏡面產(chǎn)品,確實(shí)可以用這個(gè)料。
但該料不耐腐蝕,會(huì)生銹,所以,不適合于生產(chǎn)具有腐蝕性的塑料。否則生產(chǎn)久了之后會(huì)變得朦朧的感覺。
該料主要用于高精度,拋光要求高,表面蝕紋效果好的模具,該材料屬預(yù)硬料,不需要熱處理。一般用于模仁,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,這種材料的更大特點(diǎn)是耐磨,耐腐蝕。用于高鏡面要求的產(chǎn)品,如相機(jī),眼鏡等。
雖然NAK80也可做鏡面產(chǎn)品,但從拋光性來講,S136要比它優(yōu)越,模具長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)后,仍然能保持原來的高光狀態(tài)。
跟S136特性差不多的還有1.2316,這個(gè)料的耐腐蝕性比S136還要好。可以這樣理解,要是強(qiáng)調(diào)拋光度,應(yīng)選S136;要是強(qiáng)調(diào)耐腐蝕性,則選1.2316。
S136一般用于模仁,鑲件,滑塊等成型零件。
該材料屬于加硬料,熱處理后硬度大約在HRC48~52左右。
S136H:這個(gè)跟S136的區(qū)別在于,一個(gè)是預(yù)硬料,一個(gè)是加硬料。單從模具的角度來說,S136H加工周期和成本均要小一些。但從生產(chǎn)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:該料多用于小產(chǎn)品硬模上面,具有較高的強(qiáng)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淬火之后的韌性比H13要好一些。SKD61模具上頂針?biāo)就差惲慵3J褂谩?/span>
該料多做為硬模的模仁或鑲件用料,用于模具上一些易磨損的零件,或玻纖含量較高的模具。
熱處理后硬度大約在HRC48~52左右。
如何正確選材
模具選材更主要的影響因素是產(chǎn)量,客戶期望,價(jià)格。在很多低端,低價(jià)格模具上,很多采用45#鋼調(diào)質(zhì)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(yīng)考慮塑料是否具有腐蝕性,產(chǎn)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(chǔ)之上,再考慮模具量產(chǎn)等級(jí)。
開始報(bào)模具價(jià)格時(shí),很多客戶是指定用料,除特別不合理之外,這個(gè)咱們一般都是順應(yīng)客戶的意愿。
若客戶沒指定,則應(yīng)先跟客戶溝通,確定好使用材料之后,再報(bào)模具價(jià)格。而這里,就需要對(duì)用料做個(gè)基本的判斷,大致總結(jié)歸納如下:
低端低價(jià)模,用45#或P20。
高價(jià)模,高鏡面要求用S136,腐蝕性強(qiáng)用1.2316
沒腐蝕性用NAK80或718H
硬模多用8407,H13,1.2344。
質(zhì)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(chǎn)量來分,其實(shí)我個(gè)人認(rèn)為,除了試驗(yàn)?zāi)?,低端低量產(chǎn)模之外(一般指30萬次以內(nèi)的模具),產(chǎn)量因素不應(yīng)太大,真正高品質(zhì)的產(chǎn)品,模具生產(chǎn)了50萬次跟沒生產(chǎn)時(shí),產(chǎn)品的品質(zhì)上肯定有差別。只是能否接受的問題。而這個(gè)段位的模具,用料基本都上了一定的等級(jí)。到達(dá)這一級(jí)別后,料與產(chǎn)量之比,不會(huì)太大。
好比業(yè)界劃分的,NAK80的模具,產(chǎn)量一般不超過50萬次,這是行業(yè)內(nèi)的某些大伽說的。我就說放屁,NAK80做的模具,除了模具本身結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn),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(gè)模具的用料好壞來控制的,就算好到天,你的生產(chǎn)量也都是死的,畢竟就24小時(shí),而產(chǎn)品具有時(shí)效性,有些產(chǎn)品就賣那么兩年,這時(shí),難道不是靠開復(fù)制模來滿足生產(chǎn)要求嗎?
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