STAVAX ESR(S136)為高級不銹工具鋼,其具備以下的特性:
優良的耐腐蝕性
優良的拋光性
優良的耐磨性
優良的機械加工性
淬火時具有優良的穩定性
綜合上列的優點,使得該鋼種具有卓越的生產特性。由於其優良的耐腐蝕性,在塑膠模具中使用的好處概述如下:
較低的維修費用
模具經過長期使用後,模穴表面仍然維持原先的光滑狀態。模具在潮濕的環境下操作或存放時,不需要特別的保護。
較低的生產成本
由於模具冷卻水水道不受腐蝕的影響(不象普通模具鋼),熱傳導特性、冷卻效率在模具生命期中均保持穩定,確保瞭模具恒久不變的成形時間。
上述的好處結合STAVAX ESR(S136)的高耐磨性,提供低維修費和高壽命的模具,達到最佳的經濟效益。同時STAVAX ESR(S136)經過“電渣重熔法(ESR)”精練,具備純凈而細微的組織。
化學成分 | 碳 0.38 | 矽 0.9 | 錳 0.5 | 鉻 13.6 | 釩 0.3 |
標準規范 | AISI 420,改良型 | ||||
出廠狀態 | 軟性退火至約200HB | ||||
辨識顏色 | 橙與黑 |
用途
STAVAX ESR(S136)被推薦用於所有的模具,由於其特殊的性質,更適合特殊環境的需求。
耐腐蝕、銹蝕
對使用有腐蝕性的PVC、醋酸鹽類等註模原料或必須在潮濕的環境下工作及存放的模具。
耐磨性
在使用磨耗較大的註模材料(包含熱固性射出成型模)或要求模具有較長的工作時間,如電子零件、舍棄式的餐刀具、器皿等。
高光滑度的表面
生產光學產品,如照相機、太陽眼鏡、化學機器及塑膠制品等。
模具種類 | 建議硬度,HRC |
註塑模 1熱塑性塑膠 2熱固性塑膠 |
45—52 45—52 |
壓縮往復式模具 | 50—52 |
PVC,PET等等的吹氣模 | 45—52 |
擠壓、抽伸模 | 45—52 |
特性:
物理性質
如表示,鋼材淬火、回火至50HRC在室溫及高溫的數據。
溫度℃ | 20 | 200 | 400 |
密度 kg/m3 | 7800 | 7750 | 7700 |
彈性系數 N/mm2 | 200 000 | 190 000 | 180 000 |
熱膨脹系數 1/℃ | — | 11.2×10-6 | 11.6×10-6 |
熱傳導系數 W/m °C | 16 | 20 | 24 |
比熱 J/Kg°C | 460 | — | — |
*基於熱傳導系數的測量實驗是異常困難的,數值的最大偏差約為±15°%
室溫抗拉強度
抗拉強度為近似值,隻供參考。所有試片均取自直徑25毫米(1//)圓棒[取軋制方向]由1025±10℃。油淬及回火兩次的硬度值顯示。
硬度 | 50HRC | 45HRC |
抗拉強度, Rm N/mm2 | 1780 | 1420 |
屈服強度,Rp0.2 N/mm2 | 1460 | 1280 |
耐腐蝕性
STAVAX ESR(S136)能抵抗水、水蒸氣,弱有機酸,稀釋的硝酸鹽、碳酸鹽等。經由STAVAX ESR(S136)制成的模具。若在潮濕的環境中操作,或在正常狀態下使用腐蝕性的塑膠材料,均不會生銹或被污染。STAVAX ESR(S136)在低溫回火及拋光至鏡面狀態的時候,特別能顯示出優良的耐腐蝕性。
熱處理
軟性退火
在保護狀態下,加熱至780℃均溫後,於爐中以每小時10℃的速度,冷卻至650℃,接著再置於空氣中冷卻。
應力去除
經過粗加工後,必須加熱至650℃,均溫2小時後,緩慢冷卻至500℃,然後置於空氣中冷卻。
淬火
預熱溫度 :600-850℃
淬火溫度(奧氏體化溫度):1020-1050℃
常用溫度 :1030℃
溫度℃ | 保溫時間 分鐘 | 回火前硬度 (HRC) |
1020 | 30 | 56±2HRC |
1050 | 30 | 57±2HRC |
保溫時間=當鋼材的表面及中心達到一致的淬火溫
度後,才開始計算再爐中的保溫時間
淬火時必須保護,以避免脫碳及氧化
冷卻介質
油
流動粒子爐或鹽浴爐250-550℃分級淬火,然後冷卻於高速空氣中。
l 高速氣體/真空爐中具有足夠正壓的氣體力求模具達到最適當的特性,在模具的變形程度可接受的條件下,冷速越快越好。於真空爐中熱處理時推薦使用4-5bar的氣壓。
鋼材冷卻至50-70℃(120-160°F)應立即回火。
回火
參照回火曲線圖按所需硬度值選擇回火溫度。回火兩次,每次回火後,必須冷卻到室溫,最低的回火溫度為180℃(適用於小件)。保溫時間至少兩小時。
註1:建議250℃回火以求韌性、硬度及抗腐蝕性的最好組合。
註2:以上的曲線數據隻適宜小型模具。模具可達的硬度要視模具的尺寸。
註3:應避免選用過高的奧氏體化溫度與過低的回火溫度<250℃的組合,避免模具產生太大的應力。
尺寸變形
淬火及回火時的溫度、不同種類的爐具及淬冷介質、會影響模具尺寸的改變。
模具的尺寸與幾何形狀也同樣重要。模具在加工時應預留加工量以彌補熱處理後的尺寸變形。
在粗加工與半精加工之間建議預留0.15%作為STAVAX ESR(S136)的加工預留指標。
淬火過程中的尺寸改變
試片100×100×25毫米經正規的熱處理程序,在淬火時的尺寸改變。
淬火溫度 由1020℃起 | 寬% | 長% | 厚% |
油淬 最小 最大 | +0.02 -0.05 | +0.02 -0.03 | +0.04 — |
分級淬火 最小 最大 | +0.02 -0.03 | ±0 +0.03 | -0.04 — |
空冷 最小 最大 | -0.02 +0.02 | ±0 -0.03 | ±0 — |
真空淬火 最小 最大 | +0.01 -0.02 | ±0 +0.01 | -0.04 — |
機械加工
以下的圖表提供STAVAX ESR(S136)退火狀態的機械加工數據。硬度約215HB(隻作參考指標)。
車削
切削參數 | 鎢鋼刀具 | 高速鋼 刀具 精車 | |
粗車 | 精車 | ||
切削速度, vc 米/分鐘. | 140—170 | 170—220 | 25 |
進給量, f 毫米/轉 | 0.3—0.6 | —0.3 | —0.3 |
車削深度, ap mm | 2—6 | —2 | —2 |
ISO標準 | P20-P30鍍覆硬質合金 | P10鍍覆硬質合金或陶瓷 | – |
表面銑削
切削參數 | 鎢鋼刀具 | 高速鋼 刀具 精車 | |
粗銑 | 精銑 | ||
切削速度, vc 米/分鐘. | 180—260 | 260—300 | 30 |
進給量, fz 毫米/齒 | 0.2—0.4 | 0.1—0.2 | 0.1 |
切削深度, ap 毫米 | 2—5 | —2 | —2 |
ISO標準 | P20-P40鍍覆鎢鋼 | P10—P20鍍覆鎢鋼或金屬陶瓷 | — |
端銑
切削 參數 | 端銑刀類型 | ||
整體硬質合金銑刀 | 可換硬質合金銑刀 | 高速銑刀 | |
切削速度(Vc) 米/分鐘 | 80 | 150—200 | 251) |
給量(fz) 毫米/齒 | 0.03—0.22) | 0.08—0.22) | 0.05—0.352) |
ISO標準 | K10,P40 | P20—P30 | — |
1) 氮化鈦塗層端銑刀Vc~35米/分鐘
2) 取決於銑削的半徑深度和刀具的直徑
鑽孔
高速鋼麻花鑽頭
鑽頭直徑 | 鑽孔速度, vc | 進給量, f | |||
毫米 | 吋 | 米/分鐘 | 尺/分鐘 | 毫米/轉 | 吋/轉 |
-5 5-10 10-15 15-20 | -3/16 3/16-3/8 3/8-5/8 5/8-3/4 | 14* 14* 14* 14* | 47* 47* 47* 47* | 0.08-0.20 0.20-0.30 0.3-0.35 0.35-0.40 | 0.003-0.008 0.008-0.012 0.012-0.014 0.014-0.016 |
*對於鍍覆高速鋼鑽頭Vc~20米/分鐘(65英尺/分
鐘)
鎢鋼鑽頭
| 鑽頭類型 | ||
切削參數 | 可替換 刀片型 | 全鎢鋼 | 釬焊鎢鋼 鑽頭1) |
切削速度(Vc) 米/分鐘 | 180—230 | 80 | 60 |
進給量(fz) 毫米/齒 | 0.03—0.102) | 0.10—0.252) | 0.15—0.252) |
1) 帶有內部冷卻管道和釬焊鎢鋼刀具
2) 取決於鑽頭直徑
焊接
如能做好預防,這些措施如:正確的焊接程序、焊前預熱、焊口加工及焊條的選擇等,工具鋼的焊接也能得到很好的效果。如模具補焊後須拋光或光蝕刻花,則須選用與模具鋼材化學成分相同的焊條
焊接方法 | TIG鎢極氬弧焊 | MMA手工電弧焊 |
工作溫度 | 200—250℃ | 200—250℃ |
焊條 | STAVAX ESR(S136) 氬弧焊條 | STAVAX ESR(S136)焊條 |
焊後硬度 | 54—56HRC | 54—56HRC |
焊接後熱處理 | ||
預硬狀態 | 模具必須回火,采用較低於原先熱處理時的回火溫度約10—20℃ | |
退火狀態 | 保護狀態下將模具加熱至780℃,均熱後在爐中以每小時10℃的速度至650℃,然後冷卻於空氣中。 |
光蝕刻花
STAVAX ESR(S136)的低雜質含量,非常適合光蝕刻花。因為STAVAX ESR(S136)的優良抗腐蝕性,所以必須采用特別的光蝕刻花程序。
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