SKS31模具钢是一种高碳铬钨锰合金工具钢,按照日本JIS标准生产,具有高淬透性、高硬度和耐磨性,以及良好的韧性,广泛应用于模具、刀具和量具制造领域。以下是关于SKS31模具钢的详细介绍:
一、化学成分
SKS31模具钢的主要化学成分(质量分数,%)如下:
碳(C):0.90~1.05
硅(Si):≤0.40
锰(Mn):0.80~1.10
铬(Cr):0.90~1.20
钨(W):1.20~1.60
硫(S):≤0.03
磷(P):≤0.03
镍(Ni):允许残余含量≤0.25
铜(Cu):允许残余含量≤0.30
二、性能特点
高淬透性:
SKS31模具钢能够在淬火过程中使钢材的深层部位获得较高的硬度,保证整个截面具有一致的性能。
可淬透直径40~50mm的工件,适用于制造大型模具和刀具。
高硬度和耐磨性:
退火状态下,硬度为207~255HBW。
淬火后,硬度≥62HRC,具有优异的耐磨性,能在高速切削和大负荷工况下保持长时间的使用寿命。
良好的韧性:
钨元素有助于保存细小晶粒,使钢获得较好的韧性。
由SKS31制成的刃具崩刃现象较少,并能较好地保持刀刃形状和尺寸。
热处理性能稳定:
淬火温度为800~830℃,油冷,可使钢获得高硬度和高耐磨性。
回火温度通常在180℃左右,回火后硬度≥61HRC,可消除淬火应力,稳定组织,提高钢的韧性和尺寸稳定性。
三、应用领域
模具制造:
适用于生产各种冷作模具,如冲压模具、冷挤压模具、冷镦模具等。
也可用于制造热作模具,如热锻模具、压铸模具等,但需注意其热硬性和热疲劳性能。
刀具制造:
适用于制造各种切削工具,如铣刀、钻头、铰刀、板牙、长丝锥等。
尤其适合制作在工作时切削刃口不剧烈变热的刀具,以及切削软的非金属材料的刀具。
量具制造:
由于淬火时要求不变形,可用于制造一些精度要求较高的量具,如卡尺、千分尺等。
其他领域:
还可用于制造一些要求较高的机械零件,如柴油机燃油泵的活塞、气门、阀座等。
四、热处理工艺
退火:
加热温度为750~800℃,保温1~2小时后,等温保温3~4小时,然后缓慢冷却。
可降低钢的硬度,改善切削加工性能,消除内应力。
淬火:
淬火温度为800~830℃,油冷。
可使钢获得高硬度和高耐磨性,但淬火过程中要注意防止变形和开裂。
回火:
回火温度一般为150~200℃,回火可消除淬火应力,稳定组织,提高钢的韧性和尺寸稳定性。
正火:
用于细化过热钢的晶粒和消除碳化物网,提高钢的综合力学性能。
五、加工注意事项
锻造:
热加工需将钢锭加热至1150~1200℃,钢坯加热至1100~1150℃,终锻温度控制在880~800℃。
后续需缓冷至650~700℃以减少碳化物网状析出。
切削加工:
退火状态下切削加工性能较好,淬火后硬度高,切削加工难度较大。
可采用高速钢或硬质合金刀具进行切削加工,并选用合适的切削参数。
焊接:
SKS31模具钢的焊接性能较差,焊接时易产生裂纹和气孔等缺陷。
如需焊接,应采用预热和焊后缓冷等措施,并选用合适的焊接材料和焊接工艺。
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