模具钢到底分哪几种？选错材料模具寿命直接减半

身为从事模具设计工作的兄弟, 亦或是担当采购职责的老板, 你们可曾遭遇过这般令人心烦的事情: 明明所绘制的图纸未曾有误, 热处理所采用的参数也依照标准而行, 然而成果却是模具尚未加工出多少件产品，型腔便出现了崩裂的状况, 又或者冲头断去?

很多时候，锅不在工艺，而在材料选错了。

种类繁多的模具钢, 有P20、718、NAK80、SKD61等等那些看着形形色色的, 然而对于咱们从事工程工作的人来讲, 不用记住那些繁杂的化学成分表单, 你只需弄明白一件事情: 这一个个的铁疙瘩, 究竟是到底是被用来做什么的?

现今, 咱们不去摆弄那些华而不实、徒有其表的理论, 而是凭借长达15年的现场实践经验, 将模具钢的各类品种, 掰开了、揉碎了, 条理清晰地讲述明白, 以此帮你节省下如同真金白银般珍贵的试错所耗费的成本。

为什么模具钢种类这么多？

第一步, 要清楚一件事, 那就是不存在能适用于所有情况的材料, 有的只是与具体合适的特定工作状况达到最好适配的材料。

模具钢种类被细分出诸多种类, 原因在于模具工作的环境极端恶劣, 存在多种特殊情况。部分模具需要承受几百吨重力的压迫。部分模具需于高温状况下进行反复的摩擦作业。部分模具还非要刻意实现表面类似镜子般发亮的效果。

要是你把用于制作塑料模的材料, 拿去制作冲压模, 这就好似是让身着西装的人, 去从事搬运工的活儿, 不出两天就会累得支撑不住了；反过来讲, 采用高强度的冲压钢去做精密注塑, 不但成本会极其高昂, 还极易因为应力释放致使产品发生变形。

所以, 能明白模具钢种类这种情况, 从根本上来说, 就是能够弄清楚“工作负载”。

主流模具钢种类怎么分？

处于工程实际情形下, 我们针对模具钢种类, 主要依照三大类予以切分, 这三大类涵盖了超过90%的常规需求。

第一类：塑料模具钢（软料为主）

进行注塑模以及压铸模运用的钢材是这类钢材, 它们存在共同的特性, 这个特性是, 具有良好的加工性能, 并且抛光性良好, 同时还有耐腐蚀的特点。

预硬型, 像其中的P20系列: 这样的类型是最为常见的那一种。在出厂之前, 已经经过了调质处理, 其硬度之处, 大概是在HRC28至35这个范围当中。

适用场景：一般的家电外壳、日用品注塑。

优点在于, 买回来后, 能够直接进行加工, 无需自己再去做热处理, 如此一来节省了时间, 并且不会发生变形。

存在的不足是, 其硬度所能达到的上限并不算高, 且耐磨性能处于一般水平。要是生产的数量比较大, 那么模具就容易遭受磨损, 进而致使其使用寿命较短。

高镜面型（如NAK80、S136）：

适用场景为, 手机壳, 以及眼镜镜片, 还有汽车灯罩等, 这类对表面光洁度有着极高要求的产品。

特征为: 里头的杂质实属极少, 在经过抛光以后能够达成宛若镜面般的效果, 并且预先硬化的硬度是更高的（HRC38 - 42）, 其耐磨性能相较于预先 hardening 的那种要强出不少。

第二类：冷作模具钢（硬料为主）

用于冲压模的这类钢材, 用于剪切模的这类钢材, 用于拉深模的这类钢材, 核心指标是两个字: 耐磨。

高碳高铬系（如D2、SKD11）：

适用场景：五金冲压、落料、冲孔。

特性为, 含碳量高以及含铬量高, 经过热处理之后, 其硬度能够达到HRC58至62, 极其坚硬, 极其耐磨。

痛处在于, 其脆性相对较大, 惧怕受到冲击, 要是冲压所使用的材料过厚, 或者存在偏心载荷的情况, 那么刀口极易出现崩裂的状况。

韧性冷作钢（如DC53）：

适用的场景是, 那种有着复杂形状的冲压情形, 又或者是, 针对需要具备一定韧性的折弯工序而言。

具备这样的特性, 具备这样的特征, 保持高硬度的这个期间, 韧性跟传统D2类材料相比较已使得提升, 提升的幅度达到了一倍, 直白来讲, 是又具备硬度又拥有抗造的性能, 特别不容易断裂。

第三类：热作模具钢（耐热为主）

用于压铸模的这类钢材重要, 用于热锻模的这类钢材重要, 用于热挤压模的这类钢材重要, 它们所面临的最大敌人乃是热疲劳。

钼系热作钢（如H13、SKD61）：

适合应用的场景有, 铝合金进行压铸的情况, 锌合金开展压铸的情形, 热锻件所处的状况。

特性为, 于高温状况下（300至600摄氏度之间）, 依旧能够维持充足的强度以及韧性, 最为关键的是, 其抵御热疲劳的性能出色, 不容易出现“龟裂”现象。

留意这一点, H13身为基础款式类别, 是具备突出性价比特征态势的, 要是工作所处状况呈现更为恶劣的情形, 像是进行压铸高强度合金这种作业行为, 那么就也许很有可能是需要更为高级的改性H13的。

模具钢种类选择避坑指南

不少新手当处于设计或者采购之际, 极易犯下两个错误, 致使模具成本急剧攀升, 或者模具寿命陡然下降。

坑一：盲目追求高硬度

错误的观点是, 认为模具钢越硬越优良, 于是随意挑选那种价格最为高昂的顶级钢材。

真相：硬度高往往意味着韧性低。

如果是做薄板冲压，D2的高硬度没问题。

倘若进行的是厚板剪切作业, 或者是冲击力度较大的锻压操作, 使用D2钢的话, 可能冲压几次就会断裂。在这种情形时, 选择DC53钢或者韧性更强的热作钢, 虽说材料的单价比较高, 不过综合寿命成本反倒更低。

坑二：混淆冷热工况

混淆认知: 不管何时何地, 只要是钢, 好像瞅着都没啥大差别, 凑合着用呗。

真相：

将冷作钢，像SKD11这种类型拿去制作压铸模, 模具会在经历几次循环过后, 由于热胀冷缩的缘故而产生密集裂纹, 从而直接报废。

在如H13这般的热作钢用于精密注塑时, 成本会出现极大浪费, 并且H13的光洁性能比S136差之甚远, 所产出的产品表面会有橘皮纹, 根本无法通过关卡。

常见疑问解答

Q：预硬钢和淬火钢怎么选？

A: 要看产量以及精度, 对于中小批量的情况, 且形状复杂, 还担心会出现变形, 此时要选择预硬钢, 这种钢可直接进行加工, 若面对大批量生产, 有高精度以及高耐磨的要求, 则应选择淬火钢, 该种钢待产品加工之后再实施热处理, 其尺寸能够得到良好控制况且使用寿命长。

Q：国产钢和进口钢差距大吗？

A: 于基础牌号那儿, 差距现如今是处于缩小的态势之中。重点要看的是纯净度以及均匀性。针对普通结构件模具而言, 国产有着优良品质的钢是完全能够满足使用的。对于光学镜头、连接器这类超精密模具来讲, 进口材料在一致性方面所具备的优势依旧是十分显著的。

总结与建议

模具钢种类虽多，但逻辑很清晰：

1. 塑料模看抛光和预硬状态。

2. 冷作模看耐磨和韧性平衡。

3. 热作模看抗热疲劳能力。

千万别被那些繁杂的牌号给吓唬住, 紧紧抓住工况这一核心要点, 然后你方才能够挑选出最为合适的材料。请记住, 最合适之中的材料才属于最好的那种材料, 并非是最贵的那种哟。

最后想要问问大家: 你于工作范围之内碰到过最为奇葩的那种“材料选错”的事故究竟是什么, 欢迎在评论区域进行吐槽, 我们一块儿来避开其中的坑！