SKD11(合金工具鋼)
SKD11(合金工具鋼)
屬于高碳高鉻合金鋼,具極高硬度即適切的韌性,并有回火硬化效果。是沖壓模、塑膠模等多用途之
代表。淬火后之沃斯田體殘留量約在13%~20%,可藉由深冷處理或高溫回火加以消除。對(duì)于硬度及韌性
兩方都重視的模具,以高溫回火后二次硬化為HRC58左右的硬度使用,較為安全。
要增加SKD11的耐磨耗性的話,可以使用低溫回火,并配合深冷處理,可以延長(zhǎng)使用壽命,同時(shí)也可以防
止經(jīng)常使用而產(chǎn)生變形。
一般SKD11會(huì)用550°~530°度做高溫回火,但若要增加耐磨耗性的話,需要用低溫回火,不過(guò)各有優(yōu)缺
點(diǎn),高溫回火后的韌性較佳,可以增加對(duì)于破裂的抵抗。而低溫回火的耐磨耗性好,使用壽命長(zhǎng)。
特性:
(1) 耐磨性大,淬火性佳,淬火變形少。
(2) 熱處理鋼板,硬度可達(dá)HRC58-62度。
(3) 價(jià)格中等,硬度高,最常使用之鋼板。
(4) 常用于大量生產(chǎn)模具。
(5) 高碳、高鉻型合金鋼,具極高的硬度以及適宜的韌性,并有回火硬化效果,為典型的風(fēng)硬鋼,
是目前耐磨耗性最好的合金工具鋼之一。
(6) 添加有鉬、釩等元素,故兼具耐磨、不變形、耐沖擊等特性。
(7) 經(jīng)過(guò)二次精煉,清凈度佳,晶粒微細(xì)。
運(yùn)用范圍:
SKD11常運(yùn)用在主要模板上(例:上、下模板、脫料板等),
如移印使用之鋼板亦是SKD11,硬度落在HRC60~62度。
SKD11于真空熱處理后再回火或退火的情形如下
(1)再回火 :
SKD11可以維持原本的硬度或是使硬度降低,依需求而定,再回火的好處是讓鋼材中的殘留沃斯田
鐵減少, 使組織更安定,簡(jiǎn)單講, 再回火的好處就是消除更多的殘留應(yīng)力, 讓韌性好一點(diǎn)。
(2)退火 :
兩者都會(huì)回到尚未熱處理前之硬度 (約HRC15~20),除非是加工錯(cuò)誤需要再修改
, 否則不會(huì)選擇退火。
在熱處理方面,采用何種方式較適當(dāng)?
SKD11現(xiàn)在大多采用真空熱處理,淬火溫度在1000度C以上,一般多是低溫回火(150~200度C)
硬度在HRC61以上。
淬火方式: SKD11是風(fēng)硬鋼,可采空冷就可硬化(在真空爐中是利用液態(tài)氮來(lái)冷卻)淬油、塩浴也行。
SKD11的相當(dāng)規(guī)格:JIS-SKD11/AISI-D2/BS-BD2。
SKD11的成分(%):
C-1.40~1.60,Si<=0.40,Mn-<=0.60,P<=0.03,S<=0.03,Cu<=0.25,Ni<=0.50,
Cr-11.0~13.0,Mo-0.80~1.20,V-0.20~0.50。
名詞釋義:
淬火:
鐵金屬加熱到變態(tài)點(diǎn)攝氏723度以上,施以急冷,如放入水中或放入油中冷卻
使結(jié)晶粒變細(xì),硬度變高的一種處理方式,經(jīng)過(guò)淬火之后,鋼的材質(zhì)變得很硬,所謂:硬而脆,為了防
止淬火鋼的脆裂,因此再經(jīng)過(guò)回火程序。
過(guò)程:金屬加熱后,迅速插入水中快速降溫,溫度與材料有關(guān)。
用途:提升硬度
回火:
因?yàn)殍F金屬在淬火過(guò)程中會(huì)有殘留應(yīng)力的問(wèn)題,所以在重新加熱淬火過(guò)的零件
在變態(tài)點(diǎn)溫度以下施以油冷或氣冷,使殘留的奧斯田鐵組織能轉(zhuǎn)化為麻田散鐵組織,避免鐵金屬材料經(jīng)
粹火而發(fā)生殘留應(yīng)力脆裂的問(wèn)題。
零件用久了,所施加的能量 ( 冷加工 ) 會(huì)形成“應(yīng)變能”殘留在金屬中,這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為:差排變化,
會(huì)導(dǎo)致金屬鋼性與延展性變差。
過(guò)程:將淬火鋼加熱到奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以下,保溫1~2小時(shí)冷卻。
用途:降低淬火脆性、提升韌性。
退火:
鐵金屬經(jīng)鑄造或鍛造或冷作成型而產(chǎn)生硬度不易加工,所以將鐵金屬加熱到變態(tài)點(diǎn)以上,均溫后,
在爐內(nèi)緩慢冷卻的一種鐵金屬材料熱處理的方式,退火后的鐵金屬結(jié)晶粒較粗,硬度低,容易在加工。
過(guò)程:將金屬加溫到某個(gè)高于再結(jié)晶溫度的一點(diǎn),并維持此溫度一段時(shí)間,再將其緩慢冷卻。
用途:而退火程序簡(jiǎn)明就是重組晶格。
回火的目的:
1. 調(diào)整鋼材淬火后的硬度;
2. 消除鋼材淬火后所產(chǎn)生的應(yīng)力;
3. 使鋼材韌性提升;
4. 析出碳化物使產(chǎn)生二次硬化現(xiàn)象。
回火有:
(1) 高溫回火,500度C到A1以下的溫度范圍,主要是以提升材料的韌性為主,此一制程也稱(chēng)為調(diào)質(zhì)
(淬火后高溫為火處理)。而某些合金鋼,因其合金元素的緣故,在某些溫度范圍回火時(shí),其碳化物會(huì)再析
出而使得硬度再提高,此一現(xiàn)象就稱(chēng)為二次硬化,
例如 SKD11、SKD61等模具鋼,SKH系列的高速鋼等等都具有此一特性。
(2) 低溫回火,回火溫度在150到200度C之間,其作用主要是以調(diào)整硬度為主,并消除因?yàn)榇慊鹚a(chǎn)生的
內(nèi)應(yīng)力。 (回火溫度越高殘留應(yīng)力越少)
一般而言,回火的冷卻方式像低溫回火,從回火爐取出后大多是以工業(yè)電扇把它吹涼,也有放著讓它自然
冷卻的。
高溫回火的,則要視其回火溫度而定,大原則就是,只要火色消失(600度C)在500度以下時(shí),
可放入水中、油中、或者用風(fēng)扇強(qiáng)制冷卻、自然冷卻都可以的。
鋼種之熱處理溫度與硬度對(duì)照表: