JIS标准下的工具钢材优化

图4-1所示为JIS手册《铁钢Ⅰ》[1]中的特殊钢分类。碳素工具钢及高速工具钢的标准于1950年制定，1983年得到修订；合金工具钢的标准于1956年制定，后经过两次修改。由此可了解到通过添加各种合金元素，来满足各种需要而形成的JIS工模具钢的情况。表4-1 JIS的工具钢分类图4-2 JIS碳素工具钢SK105起源的衍生钢种

理论教育 2023-06-23

工模具钢的无损检测方法：渗透、磁粉和超声波

用于工模具钢的无损检测试验有渗透探伤试验、磁粉探伤试验及超声波探伤试验。这类试验可检测出表面有开口的缺陷，如皱纹、气孔等。图6-13 脆性—延展性转变温度曲线2.磁粉探伤试验这是将钢材磁化后，利用其表面吸附磁粉的分布形态来检测表面开裂及损伤的方法。这是向材料中入射超声波，通过观察其反射波及其衰减状况来检测内部缺陷的无损检测方法。

理论教育 2023-06-23

未来模具材料的期待

为降低产品成本，对模具材料也会有更高要求。另一方面，模具材料的高强度化和高品质化又使其切削加工性趋于下降。满足所需要求的镀层与配合度好的模具材料相组合而形成的复合表面处理技术，有可能满足多种需求。最后在模具使用当中，可通过模具使用方和模具材料生产厂家共同掌握模具损伤形式和寿命的情况来提高研发速度，相互配合可提高模拟精度，缩短试制周期。

理论教育 2023-06-23

尺寸稳定性：如何确保产品尺寸不变？

模具产生时效变化与其中残留奥氏体的稳定性有关，特别是对有精度要求，尺寸又较长的级进模等模具来说，更需要特别注意。其原因在于残留奥氏体随时间的推移发生马氏体转变而引起膨胀。不过，当对冷作模具钢进行低温回火时，尽管存在15%～20%左右的残留奥氏体，因为其处于稳定状态，所以不会发生时效变化。但是，当进行高温回火时，即使有少量的未完全分解的残留奥氏体，也会因状态不稳定而在常温下逐渐发生相变，造成几十微米的膨胀。

理论教育 2023-06-23

塑料模具发展的历程与前景

围绕此目标，塑料模具钢的发展方向如图4-37所示。图4-37 塑料模具钢的发展方向此外，对塑料模具来说，模具加工成本大于材料成本，因此要求塑料模具既容易加工制作又耐用。制作模具时，塑料模具钢要求具有切削性、研磨性、镜面抛光性、蚀纹加工性、电火花加工性和焊接性，不单是加工性要好，而且加工质量也要好。为满足多方面的要求，多种塑料模具钢得到了应用，但由于塑料行业尚属新型行业，JIS标准当中尚未列入塑料模具钢的内容。

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合金工具钢——提高加工效率必不可少的材料

表4-3、表4-4、表4-5分别为JISG4404规定的合金工具钢中用于冷作用途的切削工具钢、耐冲击工具钢、冷作模具钢的化学成分及用途。这表明部件的变形不完全是弹性变形。SKS钢也被称为低合金工具钢或特殊工具钢。5%Cr-1%Mo系的SKD6、SKD61、SKD62等是较为常用的钢种。与碳素工具钢相比，低合金的切削工具钢和耐冲击钢的淬火温度几乎相同，而高合金的冷作模具钢及热作模具钢的淬火温度则较高。

理论教育 2023-06-23

全球化发展的趋势与挑战

以汽车生产厂家和家电生产厂家为中心，其相关企业和模具厂家不断将生产地转移到东南亚和中国。中国的GDP已经超过日本跃居世界第二。东南亚国家虽然于1997年出现了金融危机，但其经济顺利回复并持续增长。在这一背景下，将生产地按国内国外划分已经没有现实意义，还是涵括国内外的全球化发展设想比较合时宜。

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钢的熔炼和精炼过程：电炉、炉外精炼和RH脱气法

电弧炉熔炼过程本应是在氧化精炼之后，再经还原精炼进行成分调整。被称为LF、RH、AOD精炼等的方法即属于炉外精炼。图6-3所示为电弧炉熔炼和炉外精炼工艺。这是将经电炉熔化的钢液移到钢包中，并在利用石墨电极通电保温的同时进行熔渣精炼的过程。图6-3 电弧炉熔炼和炉外精炼工艺RH脱气法也是炉外精炼的一种，于1959年由西德的鲁尔公司和贺利氏公司联合研制。

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组织检验方法-针对非金属夹杂物的种类和形态

图6-10 非金属夹杂物的种类和形态该方法是对锻造比在3以上的轧制或锻造产品中的非金属夹杂物，用显微镜对照标准图进行测定的方法。图6-10所示为具有代表性的非金属夹杂物的种类和形态，包括硫化物系、氧化铝系、硅酸盐系、粒状氧化物系及个别粒状夹杂物系等。

理论教育 2023-06-23

深度解析模具材料及技术工作者

作为模具材料的工模具钢，称其为特殊钢中的特殊钢毫不为过，这一点已在模具材料的发展历史及模具材料的章节中作过说明。为满足多种性能要求，工模具钢添加了多种合金元素，同时为了进一步发挥其功能而几乎都要进行热处理。将所有特殊钢的特点集于一身的最优秀的特殊钢是工模具钢。工模具钢中所用的合金元素涉及地球上的稀有金属，尤其当原料价格暴涨问题时，更可以称之为贵重、高贵的钢。

理论教育 2023-06-23

品牌钢在模具材料中的应用

从日本国内的模具材料种类来看，冷作模具钢和热作模具钢主要是JIS标准中的SKD11钢和SKD61钢。另外，厂家在JIS钢种的基础上进行改良以及开发出的新成分的钢种，都被冠以各自的品牌钢名称。这是侵犯品牌厂家的权益，违背职业道德的违法行为。下文在按用途分别介绍模具材料时，虽然仍以JIS钢为中心展开，但也会根据需要对已定型的企业品牌予以介绍，并附上各钢种的品牌对照表。

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力学性能试验优化方案

压入硬度法是将压头压入试验材料并通过测定其压痕大小来表示硬度的方法，常用的有布氏硬度试验、维氏硬度试验、洛氏硬度试验。JIS中对各种试样有所规定。图6-11所示为较具有代表性的JIS4号试样的拉伸试样示意图。从根本上来说JISZ2248所规定的弯曲试验是用于测定材料的应变能。这里把脆性断口面积比达50%的试验温度叫做脆性转变温度。

理论教育 2023-06-23

锻钢和轧钢制造技术的分析介绍，

工模具钢及锻钢的制造方法如图6-6所示。其锻造目的归纳如下：图6-6 工模具钢及锻钢的制造方法1）将钢锭锻造成便于进一步锻造及轧制的坯料，或直接精锻成最终产品。将钢锭初始横截面积与锻造后横截面积的比值称作锻造比。一般来说，锻造比超过5之后韧性几乎达到饱和，所以将此作为最低锻造比。图6-7 轧钢的制造方法钢材经锻造或轧制达到所需形状和尺寸后，若为工模具钢，则需要进行球化退火处理。

理论教育 2023-06-23

粉末高速工具钢6.5的制造新方法

如前所述，工模具钢一般是经熔炼、锻造、轧制等热加工过程制造而成的。20世纪70年代初，瑞典STORA公司和美国Crucible公司开始了粉末高速工具钢的生产。图6-8所示为粉末高速工具钢的制造方法[4]。一般用于制造高速工具钢的是气体喷雾法和液体喷雾法。将成形的钢坯按通常热轧程序轧制到所需尺寸，最后把护套管切掉除去即成为粉末高速工具钢产品。粉末高速工具钢的制造方法与通常熔炼法相比有如下特点：1）可制得通常熔炼法不能制造的高合金钢。

理论教育 2023-06-23

损伤形式及性能要求分析

模具用于冷加工时，加工对象材料处于常温状态。总的说来，其主要的损伤形式为凹模和冲头的尖角及拐角接触导致的磨损、崩角及开裂。开裂又有以缺损为起点和以疲劳开裂为起点之分。图4-3 冷作模具的损伤形式对模具材料来说，重要的是要具备抵抗这些损伤的性能。虽然是冷加工，但也会因加工变形热引起表面升温，所以要求模具材料有抗软化性。耐磨性基本上可认为与硬度成正比。

理论教育 2023-06-23

高速工具钢：性能、应用及维护技巧

图4-16机床受力变形随切削力位置变化而变化注：*表示SKT3可添加质量分数在O.2O%以下的V。表4-7 高速工具钢的化学成分及用途（续）假定工件短而粗，车刀悬伸也很短，其受力变形忽略不计，则工艺系统的变形完全取决于机床的变形，又假定工件的加工余量均匀，加工过程中切削力保持不变，即刀架的变形不变。

理论教育 2023-06-23